機器配線用光ファイバテープ心線及びコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線
【課題】内側層を残し外側層を除去してガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする場合に、一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を容易かつ良好に剥きだしにする。
【解決手段】機器配線用光ファイバテープ心線１１は、内側層１５を構成する材料は、内側層１５のベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、外側層１６を構成する材料は、外側層１６のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されている。
【解決手段】機器配線用光ファイバテープ心線１１は、内側層１５を構成する材料は、内側層１５のベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、外側層１６を構成する材料は、外側層１６のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器配線用光ファイバテープ心線及びコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバテープ心線は、ガラスファイバの外周を樹脂被覆層で被覆して光ファイバ心線となし、この光ファイバ心線複数本を並列に並べて一括被覆層で被覆してテープ状にしたものである。
【０００３】
光ファイバテープ心線に含まれる光ファイバ心線はガラスファイバの外周を紫外線硬化型樹脂からなる内側層と外側層との２層で被覆されたものである（例えば、特許文献１参照）。この文献では、内側層はそのヤング率が約１．２ＭＰａで柔らかく、外側層はそのヤング率が約７００〜７５０ＭＰａで固くされている。このように、ガラスファイバの外周を紫外線硬化型樹脂からなる内側層と外側層との２層で被覆する場合、内側層のヤング率が低く外側層のヤング率が高く設定される。そして、同文献には光ファイバテープ心線の一括被覆層を剥ぐときは、ガラスファイバを剥きだしにすることが記載されている。光ファイバ心線をコネクタ付けするときはガラスファイバをコネクタに付けるのが一般的である。
【０００４】
他方で、光ファイバ心線の樹脂被覆をフッ化アクリレートの内側層とシリコーン樹脂の外側層の２層で行い、内側層を残し外側層を除去して、ガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする技術がある（例えば、特許文献２参照）。このように、光ファイバ心線の被覆を剥いだときにガラスファイバを剥き出しにせず、内側層を剥き出しにして、これをコネクタ付けすることで、ガラスファイバが剥きだしになって傷がついて伝送特性、機械強度が劣化することを防止できる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９５７０６号公報
【特許文献２】特開平２−１５１８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２のように、光ファイバ心線の樹脂被覆を２層とし、内側層を残し外側層を除去してガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする場合に、内側層がフッ化アクリレートからなり、外側層がシリコーン樹脂からなるものであると、シリコーン樹脂からなる外側層をさらに一括被覆層で覆って光ファイバテープ心線とした場合に、光ファイバテープ心線の一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を剥きだしにしようとすると、シリコーン樹脂の残渣が内側層上に残ってしまうことが多い。これは、シリコーン樹脂が脆いためであり、シリコーン樹脂からなる外側層が綺麗に層状態で抜けず、層から欠けたものが内側層上に残ってしまうためである。
また、フッ素系の樹脂は、ガラスとの密着力が低いため、光ファイバテープ心線の一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を剥きだしにしようとすると、ガラスファイバに対して内側層が滑ってしまい、ガラスファイバが露出してしまうことがある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、内側層を残し外側層を除去してガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする場合に、一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を容易かつ良好に剥きだしにすることができる機器配線用光ファイバテープ心線を提供すること及び前記機器配線用光ファイバテープ心線にコネクタが付けられたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできる本発明に係る機器配線用光ファイバテープ心線は、石英系ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂被覆層を２層形成して光ファイバ心線となし、前記光ファイバ心線複数本を並列に並べ、これら光ファイバ心線上にさらに紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆層を形成してテープ状にした機器配線用光ファイバテープ心線であって、前記光ファイバ心線の内側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記内側層のベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、前記光ファイバ心線の外側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記外側層のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記内層側に使用されるシリコーン系添加剤が、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、前記シランカップリング剤が１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有することが好ましい。
【００１０】
また、前記外層側に使用されるシリコーン系添加剤がポリオルガノシロキサンで、前記高級脂肪酸エステル化合物がエポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステルから選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物で構成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記石英系ガラスファイバは、コアが直径５０μｍ以下、クラッドが直径１００μｍ以下であり、かつ前記クラッドにフッ素が添加され、前記コアと前記クラッドの屈折率差が１．２以上であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線は、上記本発明に係る機器配線用光ファイバテープ心線の端末をコネクタ付けしたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線であって、前記コネクタが、その一端側に光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の内側層の外径とほぼ等しい内径の挿通孔を複数個有し、さらに前記機器配線用光ファイバテープ心線を固定する固定部を他端側に有しており、前記機器配線用光ファイバテープ心線を構成する前記一括被覆層と前記光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の外側層とを一括で剥き出し、前記光ファイバ心線の前記内側層と石英系ガラスファイバとを一体的に前記挿通孔に挿通し、前記機器配線用光ファイバテープ心線を前記固定部で前記コネクタに固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内側層及び外側層が紫外線硬化型樹脂からなり、内側層を構成する材料が、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能・あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記ベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、且つ外側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記外側層のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されており、加熱リムーバによる一括被覆除去時に、光ファイバ心線の外側層と一括被覆層（テープ樹脂層）が一体となった状態で被覆除去が可能となり、更にその除去時に光ファイバ心線の内側層が変形することなく、所定長だけ除去することが可能である。さらに、光ファイバ心線をコネクタに取り付けた後にガラスファイバ等が突出す現象（ピストニング）も引き起こさず、光ファイバテープ心線としての特性にも優れる。さらに、高線速で製造することができるので生産性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る機器配線用光ファイバテープ心線及びコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線の実施形態の例について説明する。
図１は機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための斜視図、図２はコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための概略側面図である。
図１に示すように、コア１２とコア１２の外周を覆うクラッド１３とからなる石英系ガラスファイバ１４の外周に、何れも紫外線硬化型樹脂被覆層からなる内側層１５及び外側層１６を２層形成して光ファイバ心線１７となし、このような光ファイバ心線１７を複数本（例えば１２本）並列に並べ、これら光ファイバ心線１７上にさらに紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆層１８を形成してテープ状にすることで機器配線用（インターコネクション用）光ファイバテープ心線１１が構成されている。
【００１５】
そして、この機器配線用光ファイバテープ心線１１の端末をコネクタ付けしたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線２１とする場合、図２に示すように、まず、コネクタ２４を準備する。コネクタ２４はその一端に機器配線用光ファイバテープ心線１１の光ファイバ心線１７の紫外線硬化型樹脂被覆層の内側層１５の外形とほぼ等しい内径の挿通孔２２を複数個有する。コネクタ２４は、さらに他端に機器配線用光ファイバテープ心線１１の外形とほぼ等しい形状の挿通孔であり光ファイバテープ心線１１を固定する固定部２３を有する。挿通孔２２と固定部２３とは連通している。そして、機器配線用光ファイバテープ心線１１の外側部分を構成する一括被覆層１８と紫外線硬化型樹脂の外側層１６とを一括して除去し、光ファイバ心線１７の紫外線硬化型樹脂層１７の内側層１５を剥き出す。剥き出された内側層１７の部分をその内側の石英系ガラスファイバ１４と一体的に挿通孔２２に固定部２３側から挿通し、機器配線用光ファイバテープ心線１１を一括被覆層１８において固定部２３に固定することで、コネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線２１が得られる。
【００１６】
次に、上記した機器配線用光ファイバテープ心線１１の製造工程（樹脂製造からテープ化まで）について説明する。
【００１７】
ここで、内側層１５を構成する材料として、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー４０重量部以上６５重量部以下、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー３４．５重量部以上５９重量部以下及び光開始剤０．５重量部以上３重量部以下から構成される材料をベース樹脂となし、このベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤を０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤を０．１重量部以上１０重量部以下配合した紫外線硬化型樹脂液を作成する（樹脂製造）。
【００１８】
また、外側層１６を構成する材料として、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー３０重量部以上８５重量部以下、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー６９．５重量部以下１２重量部以上、及び光開始剤０．５重量部以上３重量部以下から構成される材料をベース樹脂となし、このベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤を０．５重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物を０．５重量部以上４０重量部以下配合した紫外線硬化型樹脂液を作製する（樹脂製造）。
【００１９】
基本的な樹脂製造工程を概略すると、以下のようになる。
まず、オリゴマー（プレポリマー）合成する。所定量のイソシアネート（ＴＤＩ等）とジオール（ＰＰＧ等）を重合付加させる。その後、上記ポリマーにアクリロイル基含有モノマー（２−ＨＥＡ等）を重縮合反応させ、目的のオリゴマー合成が完了する。
【００２０】
次に、樹脂液のブレンド工程を行う。上記のように作製したオリゴマーに複数種のモノマー（Ｎ−ビニルカプロラクタム、イソボルニルアクリレート等）、及び光開始剤（リン系光開始剤：ＴＰＯ等）を配合する。さらに、これに各種添加剤（シリコーン系添加剤、シランカップリング剤、高級脂肪酸エステル化合物等）を配合する。
【００２１】
ここで、内側層１５の樹脂では、シリコーン系添加剤は、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、シランカップリング剤は、１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有するものである。
【００２２】
また、外側層１６の樹脂では、シリコーン系添加剤は、ポリオルガノシロキサンであり、高級脂肪酸エステル化合物は、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステルから選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物で構成される。これら高級脂肪酸エステル化合物の平均分子量は、５００〜１０００００が好ましく、中でも１０００〜６００００が好適である。ポリオルガノシロキサンは、化学式ＹＣＨ３ＳｉＯ（Ｘ２ＳｉＯ）ｎＳｉＣＨ３Ｙで表され、Ｘはメチル・エチル基の何れかの官能基であり、Ｙは水素原子、アルキル基、あるいはアルケニル基で構成される化合物である。具体的には、末端がメチル基で構成される、トリメチルシリル末端ポリオルガノシロキサン、ビニル基末端ポリオルガノシロキサンを使用した。ポリオルガノシロキサンは、その平均分子量として１０００〜６００００が好ましく、中でも５０００〜４５０００が好適である。なお、これらに限定されるものではない。
【００２３】
上記のようにして製造した樹脂液を用いて、以下の被覆工程を行う。
【００２４】
コア１２が直径５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以上、クラッド１３が直径１００μｍ以下（例えば直径８０μｍ）、かつこのクラッド１３にフッ素（Ｆ）が添加され、コア１２とクラッド１３の屈折率差Δｎが１．２以上（具体的には１．９）である石英系ガラスファイバ１４を、光ファイバ母材を線引きして形成し、このガラスファイバ１４の外周に、内側層１５及び外側層１６を被覆させる。
【００２５】
具体的には、まず、ガラスファイバ１４の外周に、上記のように製造した内側層１５用の樹脂液を塗布して紫外線硬化させ被覆して、細径シングルコート光ファイバ心線とする。
【００２６】
次いで、この内側層１５が被覆された細径シングルコート光ファイバ心線（直径１２５μｍ）の外周に、上記のように製造した外側層１６用の樹脂液を塗布して紫外線硬化させオーバーコート化して、光ファイバ心線１７（被覆光ファイバ心線）とする。最終的な外側層１６の被覆径、つまり光ファイバ心線１７の外径は直径２５０μｍとなる。
上記の方法以外に、内側層１５用の樹脂液と外側層１６用の樹脂液とを同時に塗布し、同時に紫外線硬化させる方法でもよい。
【００２７】
上記のようにして製造した光ファイバ心線１７を用いて、以下のテープ化工程を行う。
【００２８】
上記の光ファイバ心線１７を１２本並列に配列させ、一括被覆層１８用の紫外線硬化型樹脂を塗布して紫外線硬化させて束ねることで、機器配線用光ファイバテープ心線１１とする。この際、機器配線用光ファイバテープ心線１１の厚さは、２９０μｍ程度とする。
【００２９】
この機器配線用光ファイバテープ心線１１は、外径が直径１２５μｍの内側層１５及び外径が直径２５０μｍの外側層１６が紫外線硬化型樹脂からなり、特に、内側層１５を構成する材料が、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能・あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、ベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合されてなる。
【００３０】
光ファイバ心線を内側層被覆を付けたままコネクタに取り付けるためには、外側層１６は容易に被覆除去でき、内側層１５はガラスファイバ１４と密着していることが必要である。外側層１６を容易に被覆除去するためには、外側層１６の硬化収縮による圧縮応力が内側層１５に付与されないことが必要であり、外側層１６をある程度膨潤させる必要があるため、一種の可塑剤の効果を持たせるために高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下必要になる。０．５重量部未満であれば、ベース樹脂への膨潤効果は殆ど認められない。つまり、下地への硬化収縮が大きくなるため、内側層１５と外側層１６との間にて被覆除去の出発点となる剥離が発生しなくなる。一方で、４０重量部以上では、外側層１６に関して膨潤の効果が飽和レベルに達しており、外側層１６内部から高級脂肪酸エステル化合物の一部が系外に移行し、特に内側層１５内部に移行した場合、内側層１５を膨潤させてしまい、ガラスファイバ１４と内側層１５との間の密着力を低減させてしまうので好ましくない。
【００３１】
また、機器配線用光ファイバテープ心線１１の一括被覆層１８及び外側層１６の一括除去時に内側層１５に傷を付けないのが好ましい。これは、内側層１５の傷の部分で光ファイバとフェルールまたはコネクタとの結合度が低下するからである。光ファイバ心線の内側層１５を剥き出してそれをコネクタの挿通孔に直接挿通する場合、または光ファイバ心線の内側層１５をフェルールに挿通した後、そのフェルールをコネクタの挿通孔に挿通する場合に、内側層１５の上に外側層１６の残渣が残るとコネクタの挿通孔またはフェルールに内側層１５及びガラスファイバ１４からなるシングルコート被覆光ファイバを容易に挿入させることができなくなるおそれがある。
これらの目的のために、外側層１６を除去するときに外側層１６が内側層１５上を適度に滑ることが好ましい。これを達成するのに、少なくとも１種以上のシリコーン系添加剤が１重量部以上外側層に配合されることが好ましい。これにより、表面自由エネルギーが小さく、外側層１６の表面または外側層１６と内側層１５との境界部分に存在することになる。このシリコーン系化合物の配合量が少ない場合、内側層１５と外側層１６との間に高い摩擦力が生じる。
一方で、シリコーン系添加剤が３０重量部を越えて配合されると、外側層１６と内側層１５との間に摩擦が小さすぎる状況になってしまい、周囲の温度変化により内側層１５とガラスファイバ１４とが一体となって外側層から突き出てくるおそれがある。機器配線用光ファイバテープ心線１１は、その末端が受光素子に直接突き合わされる場合もある。周囲の温度変化により内側層１５よりも内部の被覆光ファイバ心線（直径１２５μｍ）が突き出てきてしまうと受光素子が破壊されるおそれがあるので光ファイバ心線の突き出しは防止されるべきである。このような事象を本発明の機器配線用光ファイバテープ心線１１では抑制できる。
【００３２】
また、内側層１５及び外側層１６に硬化性が良好な紫外線硬化型樹脂を使用することによって製造時の線速の高速化による生産性の向上を図ることができる。
【００３３】
外側層１６を容易に被覆除去するためには、外側層１６の硬化収縮による圧縮応力が内側層１５に付与されないことが必要であり、外側層１６をある程度膨潤させる必要があるため、一種の可塑剤の効果を持たせるために高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下必要になる。０．５重量部未満であれば、ベース樹脂への膨潤効果は殆ど認められない。つまり、前述の如く下地への硬化収縮が大きくなるため、内側層１５と外側層１６との間にて被覆除去の出発点となる剥離が発生しなくなる。一方で、４０重量部以上では、外側層１６が可塑化しすぎてボロボロになる。
【００３４】
ここで、内側層１５を容易に露出させるためには、外側層１６が容易に被覆除去できることが必要なこと、及び一括被覆層１８の除去時に内側層１５がガラスファイバ１４に対して、その界面にて剥離が発生しないことの２点が必要となる。
つまり、被覆付接続を実施するには、内側層１５はガラスファイバ１４と密着していることが必要であるが、その上にある外側層１６は、容易に被覆除去できることも必要となる。外側層１６は後述のように、シリコーン系添加剤及び一種の可塑剤の効果を持つ添加剤（高級脂肪酸エステル類）を併用することで被覆除去が容易になる。
【００３５】
ところが、内側層１５とガラスファイバ１４との密着力状況によっては、一括被覆層１８の除去時の小さなせん断でもガラスファイバ１４と内側層１５との界面に剥離を発生させてしまう。その結果、ヒートショック試験等の環境試験により、内部の被覆光ファイバ心線（直径１２５μｍ）が突き出るばかりか、剥離によりガラスファイバ１４（直径８０μｍ）が突き出てきてしまう可能性もある。
【００３６】
これらを同時に満足させ、特に、ガラスファイバ１４からの内側層１５の剥離を抑制するために、内側層１５の樹脂に添加するシリコーン系添加剤として、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、シランカップリング剤が１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有するものを用い、さらに、外側層１５の樹脂に添加する添加剤として、ポリオルガノシロキサンで構成されるシリコーン系添加剤と、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステル等から選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物とからなる添加剤を用いるのが重要となる。
【００３７】
具体的には、内側層１５とガラスファイバ１４との間に働く密着力は、紫外線硬化段階で内側層１５の形成時に生じる硬化収縮力と内側層１５の内部に存在するシランカップリング剤による化学結合力によって発現されることになる。このことは、一般的に架橋密度の高い紫外線硬化型樹脂に強い紫外線を照射することによって達成されると推測され、これ以外に、ガラスファイバ１４と内側層１５との間に強い化学結合力を生じさせるために、両者を強固に結び付けるシランカップリング剤の配合が必須となる。官能基数、官能基種に関しては、前述したように、１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有するものが望ましい。
【００３８】
また、内側層１５には、シランカップリング剤以外に他種添加剤としてシリコーン系添加剤が配合されている。このシリコーン系添加剤は、外側層１６と内側層１５との間に働く密着力を低減させて外側層１６の滑り性を改善するものであるが、１０重量部以上配合した場合、表層部にブリードするのみならず、界面にも偏析してしまい、ガラスファイバ１４と内側層１５との界面で発現していた密着力が損なわれ、環境試験等においてガラスファイバ１４あるいは細径シングルコート光ファイバ心線が突き出してしまう懸念がある。
したがって、このシリコーン系添加剤のベース樹脂１００重量部に対する配合を、０．１重量部以上１０重量部以下とすることにより、せん断力あるいは被覆除去時に外側層１６と内側層１５との間に働く摩擦力等による内側層１５への損傷を生じさせることなく、一定長の被覆除去ができるようになる。
【００３９】
また、シランカップリング剤のベース樹脂１００重量部に対する配合量は、その配合量が０．１重量部未満では外側層１６にせん断力を少しでも付与することにより、剥離が発生してしまう。一方で、５重量部を越えて配合すると、ガラスファイバ１４と内側層１５を構成するベース樹脂との間に強固な密着力は形成されるが、ガラスファイバ１４と内側層１５のベース樹脂との間に働く密着力の発現という観点では過剰となり、一部が紫外線硬化段階で連鎖移動反応を引き起こし、結果的に、内側層１５の機械物性の低下に繋がってしまう。
【００４０】
また、石英系ガラスファイバ１４は、コア１２とクラッド１３の屈折率差Δｎが１．２以上であるため、光源との結合効率が向上する。
【実施例】
【００４１】
機器配線用光ファイバテープ心線について以下の評価を行った。
（ガラスファイバ）
コア１２とクラッド１３との屈折率差Δｎが１．９のガラスファイバを用いた。
（ベース樹脂（その１））
オリゴマー５５ｗｔ％、モノマー（１）２５ｗｔ％、モノマー（２）１５ｗｔ％、モノマー（３）４ｗｔ％、光開始剤１ｗｔ％から作製した。
なお、各成分は以下の通りである。
オリゴマー：平均分子量３５００のＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）とＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）と２−ＨＥＡ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート）とを１：２：１で配合し樹脂合成する（ウレタン化・脱水重合反応）。
モノマー（１）：Ｎ−ビニルカプロラクタム
モノマー（２）：イソボルニルアクリレート
モノマー（３）：２−ヒドロキシプロピルアクリレート
光開始剤：ルシリンＴＰＯ
（ベース樹脂（その２））
オリゴマー８４ｗｔ％、モノマー（１）５ｗｔ％、モノマー（２）５ｗｔ％、モノマー（３）５ｗｔ％、光開始剤１ｗｔ％から作製した。
なお、各成分は以下の通りである。
オリゴマー：平均分子量６０００のＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）とＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）と２−ＨＥＡ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート）とを１：２：２で配合し樹脂合成する（ウレタン化・脱水重合反応）。
モノマー（１）：Ｎ−ビニルカプロラクタム
モノマー（２）：イソボルニルアクリレート
モノマー（３）：２−ヒドロキシプロピルアクリレート
光開始剤：ルシリンＴＰＯ
【００４２】
上記ベース樹脂に対して表１に記載の配合比率で配合を行う。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１に示すように、上記の製造工程を経て製造された機器配線用光ファイバテープ心線１１の実施例１〜１１及び比較例１〜８について以下の評価を行った。
【００４５】
〔ヤング率評価〕
上記機器配線用光ファイバテープ心線１１に対し引張試験方法をＪＩＳＫ７１１３規定に従い、引張速度＝１ｍｍ／分にて実施した。評価サンプルは、ファイバ等をＭＥＫ中に浸漬及び膨潤させて、内側層１５（シングルコート層）及び外側層１６（ＯＶＣ層）を別々にして被覆部分のみパイプ状態で採取する。その後、本サンプルを引張試験機にて引っ張る。
【００４６】
〔テープ心線一括被覆除去評価〕
上記機器配線用光ファイバテープ心線１１に対して、住友電気工業製の加熱式リムーバＪＲ−５（細径インドアケーブルで使用するジャケットリムーバ）を用いて、一括被覆層１８（テープ材）と外側層１６（ＯＶＣ層）を一括被覆除去させた。被覆除去の条件は、１００℃×３秒である。
良否判断としては、一括被覆層１８と外側層１６とがボロボロになってしまう、あるいは内側層１５（シングルコート層）を剥き出しにすることができても、内側層１５内部に剥離が発生してしまうケースは不良とし、これ以外の適度な力で一括被覆層１８と外側層１６とがボロボロにならずに内側層１５（シングルコート層）を剥き出しにすることができた場合においては良好と判断した。
【００４７】
〔ピストニング評価〕
上記機器配線用光ファイバテープ心線１１に対して−４０〜１２５℃でのヒートショック試験を実施した。各温度での保持時間は３０分で、例えば−４０から１２５℃へ温度を移行させるのは瞬時とした。両端面を十分にきれいにし端面にバリ等が無いようにしたカットサンプルを準備して、各々の環境試験下に放置する。上記ヒートショック試験を１００回繰り返し、ガラスファイバ１４あるいは内側層１５に覆われた素線の突き出し量を電子顕微鏡等で計測する。突き出し量が２μｍより小さければ◎とし、５μｍより小さければ○とし、それ以上は不良とした。
【００４８】
〔接続損失〕
光ファイバの両端に内側層被覆付き形態でフェルール内に挿入し、接続損失を計測した。計測は−４０〜１２５℃の１００サイクルで連続モニタ形式により損失量を計測した。接続損失が０．２ｄＢ以下のものを合格とした（表１には○で示す）。
【００４９】
表１に示すように、実施例１〜１１については、一括被覆除去性、ピストニング性、接続損失とも良好である。これに対し、比較例１〜８は、一括被覆除去性、ピストニング性、接続損失の何れかに問題がある。
比較例１は、一括被覆除去時に加熱リムーバで光ファイバテープ心線を加熱することにより外側層がボロボロになってしまい、一括被覆除去性が悪い。外側層に添加される高級脂肪酸エステルの量が多すぎるのが原因と考えられる。また、ピストニング性と接続損失も悪い。外側層と内側層とが滑り過ぎるのが原因と考えられる。
比較例２は、一括被覆除去時に内側層までが除去されてしまう。外側層に添加される高級脂肪酸エステルの量が少なく、外側層の膨潤が不足し、外側層の締付力が強く作用することが原因と考えられる。
比較例３は、ピストニング性と接続損失が悪い。外側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が多すぎ、外側層と内側層が滑り過ぎることが原因と考えられる。
比較例４は、一括被覆除去性時に内側層まで除去されてしまう。外側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が少ないことが原因と考えられる。
比較例５は、一括被覆除去性時に内側層まで除去されてしまう。内側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が少ないことが原因と考えられる。
比較例６は、ピストニング性と接続損失が悪い。内側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が多すぎ、内側層と外側層が滑ることが原因と考えられる。
比較例７は、ピストニング性と接続損失が悪い。内側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が少なすぎ、ガラスファイバと内側層が滑ることが原因と考えられる。
比較例８は、一括被覆除去後に内側層が扁平化され、一部剥離してしまい、一括被覆除去性が悪い。また、接続損失が悪い。内側層に添加されるシランカップリング剤の量が多すぎ、内側層が脆くなったことが原因と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための部分破断斜視図である。
【図２】コネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１…機器配線用光ファイバテープ心線、１２…コア、１３…クラッド、１４…石英系ガラスファイバ、１５…内側層、１６…外側層、１７…光ファイバ心線、１８…一括被覆層、２１…コネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線、２２…挿通孔、２３…固定部、２４…コネクタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器配線用光ファイバテープ心線及びコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバテープ心線は、ガラスファイバの外周を樹脂被覆層で被覆して光ファイバ心線となし、この光ファイバ心線複数本を並列に並べて一括被覆層で被覆してテープ状にしたものである。
【０００３】
光ファイバテープ心線に含まれる光ファイバ心線はガラスファイバの外周を紫外線硬化型樹脂からなる内側層と外側層との２層で被覆されたものである（例えば、特許文献１参照）。この文献では、内側層はそのヤング率が約１．２ＭＰａで柔らかく、外側層はそのヤング率が約７００〜７５０ＭＰａで固くされている。このように、ガラスファイバの外周を紫外線硬化型樹脂からなる内側層と外側層との２層で被覆する場合、内側層のヤング率が低く外側層のヤング率が高く設定される。そして、同文献には光ファイバテープ心線の一括被覆層を剥ぐときは、ガラスファイバを剥きだしにすることが記載されている。光ファイバ心線をコネクタ付けするときはガラスファイバをコネクタに付けるのが一般的である。
【０００４】
他方で、光ファイバ心線の樹脂被覆をフッ化アクリレートの内側層とシリコーン樹脂の外側層の２層で行い、内側層を残し外側層を除去して、ガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする技術がある（例えば、特許文献２参照）。このように、光ファイバ心線の被覆を剥いだときにガラスファイバを剥き出しにせず、内側層を剥き出しにして、これをコネクタ付けすることで、ガラスファイバが剥きだしになって傷がついて伝送特性、機械強度が劣化することを防止できる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９５７０６号公報
【特許文献２】特開平２−１５１８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２のように、光ファイバ心線の樹脂被覆を２層とし、内側層を残し外側層を除去してガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする場合に、内側層がフッ化アクリレートからなり、外側層がシリコーン樹脂からなるものであると、シリコーン樹脂からなる外側層をさらに一括被覆層で覆って光ファイバテープ心線とした場合に、光ファイバテープ心線の一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を剥きだしにしようとすると、シリコーン樹脂の残渣が内側層上に残ってしまうことが多い。これは、シリコーン樹脂が脆いためであり、シリコーン樹脂からなる外側層が綺麗に層状態で抜けず、層から欠けたものが内側層上に残ってしまうためである。
また、フッ素系の樹脂は、ガラスとの密着力が低いため、光ファイバテープ心線の一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を剥きだしにしようとすると、ガラスファイバに対して内側層が滑ってしまい、ガラスファイバが露出してしまうことがある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、内側層を残し外側層を除去してガラスファイバ及び内側層をコネクタ付けする場合に、一括被覆層と外側層とを一気に除去して内側層を容易かつ良好に剥きだしにすることができる機器配線用光ファイバテープ心線を提供すること及び前記機器配線用光ファイバテープ心線にコネクタが付けられたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできる本発明に係る機器配線用光ファイバテープ心線は、石英系ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂被覆層を２層形成して光ファイバ心線となし、前記光ファイバ心線複数本を並列に並べ、これら光ファイバ心線上にさらに紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆層を形成してテープ状にした機器配線用光ファイバテープ心線であって、前記光ファイバ心線の内側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記内側層のベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、前記光ファイバ心線の外側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記外側層のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記内層側に使用されるシリコーン系添加剤が、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、前記シランカップリング剤が１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有することが好ましい。
【００１０】
また、前記外層側に使用されるシリコーン系添加剤がポリオルガノシロキサンで、前記高級脂肪酸エステル化合物がエポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステルから選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物で構成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記石英系ガラスファイバは、コアが直径５０μｍ以下、クラッドが直径１００μｍ以下であり、かつ前記クラッドにフッ素が添加され、前記コアと前記クラッドの屈折率差が１．２以上であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線は、上記本発明に係る機器配線用光ファイバテープ心線の端末をコネクタ付けしたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線であって、前記コネクタが、その一端側に光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の内側層の外径とほぼ等しい内径の挿通孔を複数個有し、さらに前記機器配線用光ファイバテープ心線を固定する固定部を他端側に有しており、前記機器配線用光ファイバテープ心線を構成する前記一括被覆層と前記光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の外側層とを一括で剥き出し、前記光ファイバ心線の前記内側層と石英系ガラスファイバとを一体的に前記挿通孔に挿通し、前記機器配線用光ファイバテープ心線を前記固定部で前記コネクタに固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内側層及び外側層が紫外線硬化型樹脂からなり、内側層を構成する材料が、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能・あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記ベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、且つ外側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記外側層のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されており、加熱リムーバによる一括被覆除去時に、光ファイバ心線の外側層と一括被覆層（テープ樹脂層）が一体となった状態で被覆除去が可能となり、更にその除去時に光ファイバ心線の内側層が変形することなく、所定長だけ除去することが可能である。さらに、光ファイバ心線をコネクタに取り付けた後にガラスファイバ等が突出す現象（ピストニング）も引き起こさず、光ファイバテープ心線としての特性にも優れる。さらに、高線速で製造することができるので生産性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る機器配線用光ファイバテープ心線及びコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線の実施形態の例について説明する。
図１は機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための斜視図、図２はコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための概略側面図である。
図１に示すように、コア１２とコア１２の外周を覆うクラッド１３とからなる石英系ガラスファイバ１４の外周に、何れも紫外線硬化型樹脂被覆層からなる内側層１５及び外側層１６を２層形成して光ファイバ心線１７となし、このような光ファイバ心線１７を複数本（例えば１２本）並列に並べ、これら光ファイバ心線１７上にさらに紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆層１８を形成してテープ状にすることで機器配線用（インターコネクション用）光ファイバテープ心線１１が構成されている。
【００１５】
そして、この機器配線用光ファイバテープ心線１１の端末をコネクタ付けしたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線２１とする場合、図２に示すように、まず、コネクタ２４を準備する。コネクタ２４はその一端に機器配線用光ファイバテープ心線１１の光ファイバ心線１７の紫外線硬化型樹脂被覆層の内側層１５の外形とほぼ等しい内径の挿通孔２２を複数個有する。コネクタ２４は、さらに他端に機器配線用光ファイバテープ心線１１の外形とほぼ等しい形状の挿通孔であり光ファイバテープ心線１１を固定する固定部２３を有する。挿通孔２２と固定部２３とは連通している。そして、機器配線用光ファイバテープ心線１１の外側部分を構成する一括被覆層１８と紫外線硬化型樹脂の外側層１６とを一括して除去し、光ファイバ心線１７の紫外線硬化型樹脂層１７の内側層１５を剥き出す。剥き出された内側層１７の部分をその内側の石英系ガラスファイバ１４と一体的に挿通孔２２に固定部２３側から挿通し、機器配線用光ファイバテープ心線１１を一括被覆層１８において固定部２３に固定することで、コネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線２１が得られる。
【００１６】
次に、上記した機器配線用光ファイバテープ心線１１の製造工程（樹脂製造からテープ化まで）について説明する。
【００１７】
ここで、内側層１５を構成する材料として、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー４０重量部以上６５重量部以下、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー３４．５重量部以上５９重量部以下及び光開始剤０．５重量部以上３重量部以下から構成される材料をベース樹脂となし、このベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤を０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤を０．１重量部以上１０重量部以下配合した紫外線硬化型樹脂液を作成する（樹脂製造）。
【００１８】
また、外側層１６を構成する材料として、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー３０重量部以上８５重量部以下、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー６９．５重量部以下１２重量部以上、及び光開始剤０．５重量部以上３重量部以下から構成される材料をベース樹脂となし、このベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤を０．５重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物を０．５重量部以上４０重量部以下配合した紫外線硬化型樹脂液を作製する（樹脂製造）。
【００１９】
基本的な樹脂製造工程を概略すると、以下のようになる。
まず、オリゴマー（プレポリマー）合成する。所定量のイソシアネート（ＴＤＩ等）とジオール（ＰＰＧ等）を重合付加させる。その後、上記ポリマーにアクリロイル基含有モノマー（２−ＨＥＡ等）を重縮合反応させ、目的のオリゴマー合成が完了する。
【００２０】
次に、樹脂液のブレンド工程を行う。上記のように作製したオリゴマーに複数種のモノマー（Ｎ−ビニルカプロラクタム、イソボルニルアクリレート等）、及び光開始剤（リン系光開始剤：ＴＰＯ等）を配合する。さらに、これに各種添加剤（シリコーン系添加剤、シランカップリング剤、高級脂肪酸エステル化合物等）を配合する。
【００２１】
ここで、内側層１５の樹脂では、シリコーン系添加剤は、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、シランカップリング剤は、１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有するものである。
【００２２】
また、外側層１６の樹脂では、シリコーン系添加剤は、ポリオルガノシロキサンであり、高級脂肪酸エステル化合物は、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステルから選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物で構成される。これら高級脂肪酸エステル化合物の平均分子量は、５００〜１０００００が好ましく、中でも１０００〜６００００が好適である。ポリオルガノシロキサンは、化学式ＹＣＨ３ＳｉＯ（Ｘ２ＳｉＯ）ｎＳｉＣＨ３Ｙで表され、Ｘはメチル・エチル基の何れかの官能基であり、Ｙは水素原子、アルキル基、あるいはアルケニル基で構成される化合物である。具体的には、末端がメチル基で構成される、トリメチルシリル末端ポリオルガノシロキサン、ビニル基末端ポリオルガノシロキサンを使用した。ポリオルガノシロキサンは、その平均分子量として１０００〜６００００が好ましく、中でも５０００〜４５０００が好適である。なお、これらに限定されるものではない。
【００２３】
上記のようにして製造した樹脂液を用いて、以下の被覆工程を行う。
【００２４】
コア１２が直径５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以上、クラッド１３が直径１００μｍ以下（例えば直径８０μｍ）、かつこのクラッド１３にフッ素（Ｆ）が添加され、コア１２とクラッド１３の屈折率差Δｎが１．２以上（具体的には１．９）である石英系ガラスファイバ１４を、光ファイバ母材を線引きして形成し、このガラスファイバ１４の外周に、内側層１５及び外側層１６を被覆させる。
【００２５】
具体的には、まず、ガラスファイバ１４の外周に、上記のように製造した内側層１５用の樹脂液を塗布して紫外線硬化させ被覆して、細径シングルコート光ファイバ心線とする。
【００２６】
次いで、この内側層１５が被覆された細径シングルコート光ファイバ心線（直径１２５μｍ）の外周に、上記のように製造した外側層１６用の樹脂液を塗布して紫外線硬化させオーバーコート化して、光ファイバ心線１７（被覆光ファイバ心線）とする。最終的な外側層１６の被覆径、つまり光ファイバ心線１７の外径は直径２５０μｍとなる。
上記の方法以外に、内側層１５用の樹脂液と外側層１６用の樹脂液とを同時に塗布し、同時に紫外線硬化させる方法でもよい。
【００２７】
上記のようにして製造した光ファイバ心線１７を用いて、以下のテープ化工程を行う。
【００２８】
上記の光ファイバ心線１７を１２本並列に配列させ、一括被覆層１８用の紫外線硬化型樹脂を塗布して紫外線硬化させて束ねることで、機器配線用光ファイバテープ心線１１とする。この際、機器配線用光ファイバテープ心線１１の厚さは、２９０μｍ程度とする。
【００２９】
この機器配線用光ファイバテープ心線１１は、外径が直径１２５μｍの内側層１５及び外径が直径２５０μｍの外側層１６が紫外線硬化型樹脂からなり、特に、内側層１５を構成する材料が、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能・あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、ベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合されてなる。
【００３０】
光ファイバ心線を内側層被覆を付けたままコネクタに取り付けるためには、外側層１６は容易に被覆除去でき、内側層１５はガラスファイバ１４と密着していることが必要である。外側層１６を容易に被覆除去するためには、外側層１６の硬化収縮による圧縮応力が内側層１５に付与されないことが必要であり、外側層１６をある程度膨潤させる必要があるため、一種の可塑剤の効果を持たせるために高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下必要になる。０．５重量部未満であれば、ベース樹脂への膨潤効果は殆ど認められない。つまり、下地への硬化収縮が大きくなるため、内側層１５と外側層１６との間にて被覆除去の出発点となる剥離が発生しなくなる。一方で、４０重量部以上では、外側層１６に関して膨潤の効果が飽和レベルに達しており、外側層１６内部から高級脂肪酸エステル化合物の一部が系外に移行し、特に内側層１５内部に移行した場合、内側層１５を膨潤させてしまい、ガラスファイバ１４と内側層１５との間の密着力を低減させてしまうので好ましくない。
【００３１】
また、機器配線用光ファイバテープ心線１１の一括被覆層１８及び外側層１６の一括除去時に内側層１５に傷を付けないのが好ましい。これは、内側層１５の傷の部分で光ファイバとフェルールまたはコネクタとの結合度が低下するからである。光ファイバ心線の内側層１５を剥き出してそれをコネクタの挿通孔に直接挿通する場合、または光ファイバ心線の内側層１５をフェルールに挿通した後、そのフェルールをコネクタの挿通孔に挿通する場合に、内側層１５の上に外側層１６の残渣が残るとコネクタの挿通孔またはフェルールに内側層１５及びガラスファイバ１４からなるシングルコート被覆光ファイバを容易に挿入させることができなくなるおそれがある。
これらの目的のために、外側層１６を除去するときに外側層１６が内側層１５上を適度に滑ることが好ましい。これを達成するのに、少なくとも１種以上のシリコーン系添加剤が１重量部以上外側層に配合されることが好ましい。これにより、表面自由エネルギーが小さく、外側層１６の表面または外側層１６と内側層１５との境界部分に存在することになる。このシリコーン系化合物の配合量が少ない場合、内側層１５と外側層１６との間に高い摩擦力が生じる。
一方で、シリコーン系添加剤が３０重量部を越えて配合されると、外側層１６と内側層１５との間に摩擦が小さすぎる状況になってしまい、周囲の温度変化により内側層１５とガラスファイバ１４とが一体となって外側層から突き出てくるおそれがある。機器配線用光ファイバテープ心線１１は、その末端が受光素子に直接突き合わされる場合もある。周囲の温度変化により内側層１５よりも内部の被覆光ファイバ心線（直径１２５μｍ）が突き出てきてしまうと受光素子が破壊されるおそれがあるので光ファイバ心線の突き出しは防止されるべきである。このような事象を本発明の機器配線用光ファイバテープ心線１１では抑制できる。
【００３２】
また、内側層１５及び外側層１６に硬化性が良好な紫外線硬化型樹脂を使用することによって製造時の線速の高速化による生産性の向上を図ることができる。
【００３３】
外側層１６を容易に被覆除去するためには、外側層１６の硬化収縮による圧縮応力が内側層１５に付与されないことが必要であり、外側層１６をある程度膨潤させる必要があるため、一種の可塑剤の効果を持たせるために高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下必要になる。０．５重量部未満であれば、ベース樹脂への膨潤効果は殆ど認められない。つまり、前述の如く下地への硬化収縮が大きくなるため、内側層１５と外側層１６との間にて被覆除去の出発点となる剥離が発生しなくなる。一方で、４０重量部以上では、外側層１６が可塑化しすぎてボロボロになる。
【００３４】
ここで、内側層１５を容易に露出させるためには、外側層１６が容易に被覆除去できることが必要なこと、及び一括被覆層１８の除去時に内側層１５がガラスファイバ１４に対して、その界面にて剥離が発生しないことの２点が必要となる。
つまり、被覆付接続を実施するには、内側層１５はガラスファイバ１４と密着していることが必要であるが、その上にある外側層１６は、容易に被覆除去できることも必要となる。外側層１６は後述のように、シリコーン系添加剤及び一種の可塑剤の効果を持つ添加剤（高級脂肪酸エステル類）を併用することで被覆除去が容易になる。
【００３５】
ところが、内側層１５とガラスファイバ１４との密着力状況によっては、一括被覆層１８の除去時の小さなせん断でもガラスファイバ１４と内側層１５との界面に剥離を発生させてしまう。その結果、ヒートショック試験等の環境試験により、内部の被覆光ファイバ心線（直径１２５μｍ）が突き出るばかりか、剥離によりガラスファイバ１４（直径８０μｍ）が突き出てきてしまう可能性もある。
【００３６】
これらを同時に満足させ、特に、ガラスファイバ１４からの内側層１５の剥離を抑制するために、内側層１５の樹脂に添加するシリコーン系添加剤として、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、シランカップリング剤が１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有するものを用い、さらに、外側層１５の樹脂に添加する添加剤として、ポリオルガノシロキサンで構成されるシリコーン系添加剤と、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステル等から選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物とからなる添加剤を用いるのが重要となる。
【００３７】
具体的には、内側層１５とガラスファイバ１４との間に働く密着力は、紫外線硬化段階で内側層１５の形成時に生じる硬化収縮力と内側層１５の内部に存在するシランカップリング剤による化学結合力によって発現されることになる。このことは、一般的に架橋密度の高い紫外線硬化型樹脂に強い紫外線を照射することによって達成されると推測され、これ以外に、ガラスファイバ１４と内側層１５との間に強い化学結合力を生じさせるために、両者を強固に結び付けるシランカップリング剤の配合が必須となる。官能基数、官能基種に関しては、前述したように、１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有するものが望ましい。
【００３８】
また、内側層１５には、シランカップリング剤以外に他種添加剤としてシリコーン系添加剤が配合されている。このシリコーン系添加剤は、外側層１６と内側層１５との間に働く密着力を低減させて外側層１６の滑り性を改善するものであるが、１０重量部以上配合した場合、表層部にブリードするのみならず、界面にも偏析してしまい、ガラスファイバ１４と内側層１５との界面で発現していた密着力が損なわれ、環境試験等においてガラスファイバ１４あるいは細径シングルコート光ファイバ心線が突き出してしまう懸念がある。
したがって、このシリコーン系添加剤のベース樹脂１００重量部に対する配合を、０．１重量部以上１０重量部以下とすることにより、せん断力あるいは被覆除去時に外側層１６と内側層１５との間に働く摩擦力等による内側層１５への損傷を生じさせることなく、一定長の被覆除去ができるようになる。
【００３９】
また、シランカップリング剤のベース樹脂１００重量部に対する配合量は、その配合量が０．１重量部未満では外側層１６にせん断力を少しでも付与することにより、剥離が発生してしまう。一方で、５重量部を越えて配合すると、ガラスファイバ１４と内側層１５を構成するベース樹脂との間に強固な密着力は形成されるが、ガラスファイバ１４と内側層１５のベース樹脂との間に働く密着力の発現という観点では過剰となり、一部が紫外線硬化段階で連鎖移動反応を引き起こし、結果的に、内側層１５の機械物性の低下に繋がってしまう。
【００４０】
また、石英系ガラスファイバ１４は、コア１２とクラッド１３の屈折率差Δｎが１．２以上であるため、光源との結合効率が向上する。
【実施例】
【００４１】
機器配線用光ファイバテープ心線について以下の評価を行った。
（ガラスファイバ）
コア１２とクラッド１３との屈折率差Δｎが１．９のガラスファイバを用いた。
（ベース樹脂（その１））
オリゴマー５５ｗｔ％、モノマー（１）２５ｗｔ％、モノマー（２）１５ｗｔ％、モノマー（３）４ｗｔ％、光開始剤１ｗｔ％から作製した。
なお、各成分は以下の通りである。
オリゴマー：平均分子量３５００のＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）とＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）と２−ＨＥＡ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート）とを１：２：１で配合し樹脂合成する（ウレタン化・脱水重合反応）。
モノマー（１）：Ｎ−ビニルカプロラクタム
モノマー（２）：イソボルニルアクリレート
モノマー（３）：２−ヒドロキシプロピルアクリレート
光開始剤：ルシリンＴＰＯ
（ベース樹脂（その２））
オリゴマー８４ｗｔ％、モノマー（１）５ｗｔ％、モノマー（２）５ｗｔ％、モノマー（３）５ｗｔ％、光開始剤１ｗｔ％から作製した。
なお、各成分は以下の通りである。
オリゴマー：平均分子量６０００のＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）とＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）と２−ＨＥＡ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート）とを１：２：２で配合し樹脂合成する（ウレタン化・脱水重合反応）。
モノマー（１）：Ｎ−ビニルカプロラクタム
モノマー（２）：イソボルニルアクリレート
モノマー（３）：２−ヒドロキシプロピルアクリレート
光開始剤：ルシリンＴＰＯ
【００４２】
上記ベース樹脂に対して表１に記載の配合比率で配合を行う。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１に示すように、上記の製造工程を経て製造された機器配線用光ファイバテープ心線１１の実施例１〜１１及び比較例１〜８について以下の評価を行った。
【００４５】
〔ヤング率評価〕
上記機器配線用光ファイバテープ心線１１に対し引張試験方法をＪＩＳＫ７１１３規定に従い、引張速度＝１ｍｍ／分にて実施した。評価サンプルは、ファイバ等をＭＥＫ中に浸漬及び膨潤させて、内側層１５（シングルコート層）及び外側層１６（ＯＶＣ層）を別々にして被覆部分のみパイプ状態で採取する。その後、本サンプルを引張試験機にて引っ張る。
【００４６】
〔テープ心線一括被覆除去評価〕
上記機器配線用光ファイバテープ心線１１に対して、住友電気工業製の加熱式リムーバＪＲ−５（細径インドアケーブルで使用するジャケットリムーバ）を用いて、一括被覆層１８（テープ材）と外側層１６（ＯＶＣ層）を一括被覆除去させた。被覆除去の条件は、１００℃×３秒である。
良否判断としては、一括被覆層１８と外側層１６とがボロボロになってしまう、あるいは内側層１５（シングルコート層）を剥き出しにすることができても、内側層１５内部に剥離が発生してしまうケースは不良とし、これ以外の適度な力で一括被覆層１８と外側層１６とがボロボロにならずに内側層１５（シングルコート層）を剥き出しにすることができた場合においては良好と判断した。
【００４７】
〔ピストニング評価〕
上記機器配線用光ファイバテープ心線１１に対して−４０〜１２５℃でのヒートショック試験を実施した。各温度での保持時間は３０分で、例えば−４０から１２５℃へ温度を移行させるのは瞬時とした。両端面を十分にきれいにし端面にバリ等が無いようにしたカットサンプルを準備して、各々の環境試験下に放置する。上記ヒートショック試験を１００回繰り返し、ガラスファイバ１４あるいは内側層１５に覆われた素線の突き出し量を電子顕微鏡等で計測する。突き出し量が２μｍより小さければ◎とし、５μｍより小さければ○とし、それ以上は不良とした。
【００４８】
〔接続損失〕
光ファイバの両端に内側層被覆付き形態でフェルール内に挿入し、接続損失を計測した。計測は−４０〜１２５℃の１００サイクルで連続モニタ形式により損失量を計測した。接続損失が０．２ｄＢ以下のものを合格とした（表１には○で示す）。
【００４９】
表１に示すように、実施例１〜１１については、一括被覆除去性、ピストニング性、接続損失とも良好である。これに対し、比較例１〜８は、一括被覆除去性、ピストニング性、接続損失の何れかに問題がある。
比較例１は、一括被覆除去時に加熱リムーバで光ファイバテープ心線を加熱することにより外側層がボロボロになってしまい、一括被覆除去性が悪い。外側層に添加される高級脂肪酸エステルの量が多すぎるのが原因と考えられる。また、ピストニング性と接続損失も悪い。外側層と内側層とが滑り過ぎるのが原因と考えられる。
比較例２は、一括被覆除去時に内側層までが除去されてしまう。外側層に添加される高級脂肪酸エステルの量が少なく、外側層の膨潤が不足し、外側層の締付力が強く作用することが原因と考えられる。
比較例３は、ピストニング性と接続損失が悪い。外側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が多すぎ、外側層と内側層が滑り過ぎることが原因と考えられる。
比較例４は、一括被覆除去性時に内側層まで除去されてしまう。外側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が少ないことが原因と考えられる。
比較例５は、一括被覆除去性時に内側層まで除去されてしまう。内側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が少ないことが原因と考えられる。
比較例６は、ピストニング性と接続損失が悪い。内側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が多すぎ、内側層と外側層が滑ることが原因と考えられる。
比較例７は、ピストニング性と接続損失が悪い。内側層に添加されるシリコーン系添加剤の量が少なすぎ、ガラスファイバと内側層が滑ることが原因と考えられる。
比較例８は、一括被覆除去後に内側層が扁平化され、一部剥離してしまい、一括被覆除去性が悪い。また、接続損失が悪い。内側層に添加されるシランカップリング剤の量が多すぎ、内側層が脆くなったことが原因と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための部分破断斜視図である。
【図２】コネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線の構成を説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１…機器配線用光ファイバテープ心線、１２…コア、１３…クラッド、１４…石英系ガラスファイバ、１５…内側層、１６…外側層、１７…光ファイバ心線、１８…一括被覆層、２１…コネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線、２２…挿通孔、２３…固定部、２４…コネクタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英系ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂被覆層を２層形成して光ファイバ心線となし、前記光ファイバ心線複数本を並列に並べ、これら光ファイバ心線上にさらに紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆層を形成してテープ状にした機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記光ファイバ心線の内側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記内側層のベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、
前記光ファイバ心線の外側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記外側層のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されていることを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項２】
請求項１に記載の機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記内層側に使用されるシリコーン系添加剤が、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、前記シランカップリング剤が１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有することを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項３】
請求項１に記載の機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記外層側に使用されるシリコーン系添加剤がポリオルガノシロキサンで、前記高級脂肪酸エステル化合物がエポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステルから選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物で構成されることを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記石英系ガラスファイバは、コアが直径５０μｍ以下、クラッドが直径１００μｍ以下であり、かつ前記クラッドにフッ素が添加され、前記コアと前記クラッドの屈折率差が１．２以上であることを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項記載の機器配線用光ファイバテープ心線の端末をコネクタ付けしたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記コネクタが、その一端側に光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の内側層の外径とほぼ等しい内径の挿通孔を複数個有し、さらに前記機器配線用光ファイバテープ心線を固定する固定部を他端側に有しており、前記機器配線用光ファイバテープ心線を構成する前記一括被覆層と前記光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の外側層とを一括で剥き出し、前記光ファイバ心線の前記内側層と石英系ガラスファイバとを一体的に前記挿通孔に挿通し、前記機器配線用光ファイバテープ心線を前記固定部で前記コネクタに固定したことを特徴とするコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項１】
石英系ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂被覆層を２層形成して光ファイバ心線となし、前記光ファイバ心線複数本を並列に並べ、これら光ファイバ心線上にさらに紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆層を形成してテープ状にした機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記光ファイバ心線の内側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記内側層のベース樹脂１００重量部に対し、シランカップリング剤が０．１重量部以上５重量部以下、シリコーン系添加剤が０．１重量部以上１０重量部以下配合され、
前記光ファイバ心線の外側層を構成する材料は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、単官能あるいは２官能以上の反応希釈性モノマー及び光開始剤から構成される材料をベース樹脂となし、前記外側層のベース樹脂１００重量部に対し、シリコーン系添加剤が１重量部以上３０重量部以下、高級脂肪酸エステル化合物が０．５重量部以上４０重量部以下配合されていることを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項２】
請求項１に記載の機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記内層側に使用されるシリコーン系添加剤が、単官能あるいは２官能のシリコンアクリレートであり、前記シランカップリング剤が１以上のアルコキシル基とメルカプト基、メタクリル基、エポキシ基及びビニル基の何れかの官能基を一つ有することを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項３】
請求項１に記載の機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記外層側に使用されるシリコーン系添加剤がポリオルガノシロキサンで、前記高級脂肪酸エステル化合物がエポキシステアリン酸オクチル、エポキシ化亜麻仁油脂肪酸ブチル、グリセリン酢酸脂肪酸エステル及びクエン酸エステルから選ばれる１種以上の高級脂肪酸エステル化合物で構成されることを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記石英系ガラスファイバは、コアが直径５０μｍ以下、クラッドが直径１００μｍ以下であり、かつ前記クラッドにフッ素が添加され、前記コアと前記クラッドの屈折率差が１．２以上であることを特徴とする機器配線用光ファイバテープ心線。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項記載の機器配線用光ファイバテープ心線の端末をコネクタ付けしたコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線であって、
前記コネクタが、その一端側に光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の内側層の外径とほぼ等しい内径の挿通孔を複数個有し、さらに前記機器配線用光ファイバテープ心線を固定する固定部を他端側に有しており、前記機器配線用光ファイバテープ心線を構成する前記一括被覆層と前記光ファイバ心線の紫外線硬化型樹脂被覆層の外側層とを一括で剥き出し、前記光ファイバ心線の前記内側層と石英系ガラスファイバとを一体的に前記挿通孔に挿通し、前記機器配線用光ファイバテープ心線を前記固定部で前記コネクタに固定したことを特徴とするコネクタ付き機器配線用光ファイバテープ心線。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１７５２１６（Ｐ２００９−１７５２１６Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１２６９（Ｐ２００８−１１２６９）
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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