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WO2018062364A1 - 光ファイバ着色心線、光ファイバケーブル、および光ファイバ着色心線の製造方法 - Google Patents

光ファイバ着色心線、光ファイバケーブル、および光ファイバ着色心線の製造方法 Download PDF

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WO2018062364A1
WO2018062364A1 PCT/JP2017/035146 JP2017035146W WO2018062364A1 WO 2018062364 A1 WO2018062364 A1 WO 2018062364A1 JP 2017035146 W JP2017035146 W JP 2017035146W WO 2018062364 A1 WO2018062364 A1 WO 2018062364A1
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WO
WIPO (PCT)
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optical fiber
layer
modulus
young
primary layer
Prior art date
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PCT/JP2017/035146
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English (en)
French (fr)
Inventor
村田 暁
由恵 佐島
瑞基 伊佐地
智晃 梶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Priority to CA3038632A priority patent/CA3038632C/en
Priority to JP2018542838A priority patent/JP6841836B2/ja
Priority to EP17856313.6A priority patent/EP3521883A4/en
Priority to CN201780053298.4A priority patent/CN109643000A/zh
Priority to AU2017338241A priority patent/AU2017338241A1/en
Priority to US16/337,858 priority patent/US10838159B2/en
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    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4479Manufacturing methods of optical cables
    • G02B6/4482Code or colour marking
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    • G02B6/46Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • G02B6/56Processes for repairing optical cables
    • G02B6/562Processes for repairing optical cables locatable, e.g. using magnetic means

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber colored core, an optical fiber cable, and a method for manufacturing an optical fiber colored core.
  • an optical fiber colored core wire as shown in Patent Document 1 is known.
  • the optical fiber colored core includes an optical fiber bare wire, a primary layer covering the bare optical fiber, a secondary layer covering the primary layer, and a colored layer disposed outside the secondary layer.
  • the primary layer is formed of a soft material having a small Young's modulus, so that the external force applied to the bare optical fiber can be relieved and an increase in light transmission loss due to the external force can be suppressed.
  • positioned on the outer side of a primary layer an optical fiber bare wire and a primary layer can be protected from external force by forming with a high Young's modulus and a hard material.
  • the colored layer is colored to identify the optical fiber colored core wires.
  • the primary layer described above may be formed of a UV curable resin.
  • the UV curable resin serving as the primary layer is cured by irradiating with UV light, the reliability of the optical fiber colored core wire may be lowered due to insufficient curing.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to ensure the reliability of an optical fiber colored core wire in which a primary layer is formed of a UV curable resin.
  • an optical fiber colored core wire includes an optical fiber bare wire, a primary layer formed of a UV curable resin covering the bare optical fiber, A secondary layer formed of a UV curable resin covering the primary layer, and a colored layer formed of a colored UV curable resin disposed outside the secondary layer, wherein the Young's modulus of the primary layer is The saturation Young's modulus of the primary layer is 70% or more.
  • the reliability of the optical fiber colored core wire in which the primary layer is formed of a UV curable resin can be ensured.
  • FIG. 1 is a sectional view of an optical fiber colored core wire according to this embodiment.
  • the optical fiber colored core wire 1 includes an optical fiber bare wire 2, a primary layer 3, a secondary layer 4, and a colored layer 5.
  • the bare optical fiber 2 is formed of, for example, quartz glass and transmits light.
  • the mode field diameter (MFD) of the bare optical fiber 2 is, for example, 8.2 to 9.6 ⁇ m for light having a wavelength of 1310 nm.
  • the primary layer 3 is made of a UV curable resin and covers the bare optical fiber 2.
  • the secondary layer 4 is formed of a UV curable resin and covers the primary layer 3.
  • the colored layer 5 is formed of a colored UV curable resin and is disposed outside the primary layer 3 and the secondary layer 4.
  • the specific material of UV curable resin used as the primary layer 3, the secondary layer 4, and the colored layer 5 may mutually be the same, and may differ respectively.
  • these UV curable resins for example, acrylate resins can be used.
  • the optical fiber colored core wire 1 can be used as, for example, an intermittently fixed optical fiber tape.
  • the intermittently fixed type optical fiber tape is an optical fiber tape in which a plurality of optical fiber colored core wires 1 are arranged in parallel and adjacent optical fiber colored core wires 1 are intermittently connected by a plurality of connecting portions.
  • the intermittently fixed type optical fiber tape can be rounded in the width direction to be cylindrical or folded. For this reason, a plurality of optical fiber colored core wires 1 can be bundled with high density by using an intermittently fixed type optical fiber tape.
  • the optical fiber colored core wire 1 can be used for a loose tube cable, a slot type cable, a ribbon type center tube cable, a wrapping tube cable, a micro duct cable, and the like.
  • the micro duct cable is a kind of loose tube cable, in which optical fibers are packed in a thin loose tube at high density. Due to such a structure, a relatively strong lateral pressure acts on the optical fiber colored core wire 1 in the loose tube cable, and the light transmission loss may increase due to microbending.
  • the secondary layer 4 or the colored layer 5 is formed of a hard material, and the primary layer 3 is formed of a soft material. It is valid. Thus, by softening the primary layer 3 in contact with the bare optical fiber 2 and hardening the secondary layer 4 or the colored layer 5 located outside the primary layer 3, the bare optical fiber 2 can be effectively removed from external force. Can be protected.
  • the Young's modulus of the secondary layer 4 or the colored layer 5 is preferably in the range of 700 MPa to 1400 MPa, for example.
  • FIG. 2 is a view showing an example of an optical fiber cable 50 using the optical fiber colored core wire 1.
  • the optical fiber cable 50 includes a plurality of optical fiber colored core wires 1, a binding material 53, a wrapping tube 54, a cylindrical sheath 55, a pair of strength members 56, and a pair of tear strings 57. ing.
  • the binding material 53 bundles a plurality of optical fiber colored core wires 1.
  • the wrapping tube 54 covers the optical fiber colored core wire 1 bundled with the binding material 53.
  • the sheath 55 covers the optical fiber colored core wire 1 together with the wrapping tube 54.
  • the pair of strength members 56 are embedded in the sheath 55.
  • the pair of tear strings 57 are embedded at positions close to the inner peripheral surface in the sheath 55.
  • marker protrusions 58 project from the positions where the pair of tear strings 57 are arranged.
  • the marker protrusion 58 is formed along the tear string 57 and indicates a position where the tear string 57 is embedded.
  • the optical fiber cable 50 may not include the wrapping tube 54, the tensile body 56, the tear string 57, and the marker protrusion 58.
  • a bare wire forming process is first performed.
  • the optical fiber bare wire 2 is formed.
  • the bare optical fiber 2 is drawn out of, for example, a glass base material heated to about 2000 ° C. and formed to have a desired outer diameter.
  • the outer diameter of the bare optical fiber 2 is, for example, about several hundred ⁇ m.
  • a primary layer forming step is performed.
  • a UV curable resin to be the primary layer 3 is applied around the bare optical fiber 2. Thereafter, the applied UV curable resin is irradiated with UV light and cured to form the primary layer 3.
  • a secondary layer forming step is performed.
  • a UV curable resin that becomes the secondary layer 4 is applied around the primary layer 3. Thereafter, the applied UV curable resin is irradiated with UV light and cured to form the secondary layer 4. In addition, after applying the UV curable resin that becomes the primary layer 3 around the bare optical fiber 2, the UV curable resin that becomes the secondary layer 4 is continuously applied thereon and irradiated with UV light.
  • the primary layer 3 and the secondary layer 4 may be cured together. That is, the primary layer forming step and the secondary layer forming step may be performed simultaneously.
  • a colored layer forming step is performed.
  • a UV curable resin that becomes the colored layer 5 is applied around the secondary layer 4. Thereafter, the applied UV curable resin is irradiated with UV light and cured to form the colored layer 5. Thereby, the optical fiber colored core wire 1 is obtained.
  • the optical fiber cable 50 is obtained by accommodating the optical fiber colored core wire 1 in the sheath 55.
  • UV light irradiation is performed a plurality of times.
  • this inventor discovered that hardening of the primary layer 3 may advance also in the process after a primary layer formation process. Specifically, when the primary layer 3 is not sufficiently cured in the primary layer forming step, the UV light transmitted through the secondary layer 4 and the colored layer 5 is irradiated to the primary layer 3 when the UV light is irradiated in the subsequent step. And the hardening of the primary layer 3 proceeds.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 becomes hard beyond a desired range, and the light transmission loss may increase due to insufficient effect of the external layer to relax the external force. . Further, due to insufficient curing of the primary layer 3, the primary layer 3 is peeled off from the bare optical fiber 2 when the water contacts the colored optical fiber 1, or the primary layer 3 and the bare optical fiber are separated. In some cases, water bubbles may be interposed between the wire 2 and a side pressure may be applied to the bare optical fiber 2.
  • the MFD is 9.1 ⁇ m
  • the outer diameter of the bare optical fiber 2 is 125 ⁇ m
  • the outer diameter of the primary layer 3 is 190 ⁇ m
  • the outer diameter of the secondary layer 4 is 239 ⁇ m in light having a wavelength of 1310 nm.
  • the optical fiber colored core wire 1 having an outer diameter of the colored layer 5 of 252 ⁇ m is used.
  • the optical fiber colored core wire 1 is compliant with G652D or G657A1 established by, for example, the International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T).
  • the outer diameters of the primary layer 3, the secondary layer 4 and the colored layer 5 described above are design values, and actual dimensions have an error of about ⁇ 3 ⁇ m. Moreover, the said dimension etc. are examples, The result obtained from each example shown in Table 1 is applicable also to the optical fiber colored core wire 1 which changed the dimension and MDF from said value.
  • Primary Young's modulus in Table 1 refers to the Young's modulus of the primary layer 3 in each state during the manufacturing process of the optical fiber cable 50.
  • “primary Young's modulus before coloring” indicates the Young's modulus of the primary layer 3 after the secondary layer forming step.
  • the “primary Young's modulus after coloring” indicates the Young's modulus of the primary layer 3 after the colored layer forming step.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 is obtained by measuring the strain by applying a shear stress to the primary layer 3 with the bare optical fiber 2 fixed, and drawing a stress-strain curve.
  • the Young's modulus of Example 1 For example, focusing on the primary Young's modulus of Example 1, it is 0.50 MPa before coloring and 0.60 MPa after coloring. As described above, the Young's modulus of the primary layer 3 increases as the process proceeds, meaning that the curing of the primary layer 3 is progressing by the UV light transmitted through the secondary layer 4 and the colored layer 5. To do. This tendency is common to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5.
  • the degree of curing is shown together with the value of each primary Young's modulus.
  • the degree of cure is the ratio of the primary Young's modulus to the numerical value of the saturated primary Young's modulus described later.
  • the primary Young's modulus before coloring in Example 1 is 0.50 MPa
  • the saturated primary Young's modulus is 0.70 MPa.
  • the degree of curing before coloring in Example 1 can be calculated as 0.50 ⁇ 0.70 ⁇ 0.71 (71%). Therefore, in the column of “primary Young's modulus before coloring” in Example 1, a value of 71% indicating the degree of cure is written together with a value of 0.50 MPa.
  • “Saturated primary Young's modulus” in Table 1 indicates the saturated Young's modulus of the primary layer 3. More specifically, in a state where the UV curable resin that becomes the primary layer 3 is applied to the bare optical fiber 2, UV light including a wavelength that contributes to the curing reaction is sufficient for the primary layer 3 to completely cure. It means the Young's modulus of the primary layer 3 when only irradiation is performed. For example, in this embodiment, when UV light having a central wavelength of about 365 nm is irradiated to the UV curable resin to be the primary layer 3 at 1 J / cm 2 , the Young layer of the primary layer 3 can be irradiated even if UV light is further irradiated. The rate did not increase.
  • This state is defined as a state in which the primary layer 3 is completely cured. Moreover, since the above-mentioned “curing degree” is calculated based on the saturated Young's modulus, it is an index indicating how much the primary layer 3 is cured in each state.
  • the “microbend characteristics” in Table 1 indicates the stability of light transmission with respect to the lateral pressure of the optical fiber colored core wire 1. Specifically, in IEC-TR62221 Method-B, the magnitude of the transmission loss of light transmitted through the bare optical fiber 2 under the conditions of tension 1N, sandpaper # 360, length 600 m, bobbin size ⁇ 400 mm It is measured.
  • “Cable characteristics” in Table 1 shows the results of measuring the magnitude of light transmission loss when an optical fiber cable was prepared using the optical fiber colored core wire 1.
  • the transmission loss of light having a wavelength of 1550 nm is 0.05 dB. If it is less than / km, it is OK (good), and if it is larger, it is NG (bad).
  • the numerical value of the above-mentioned micro bend characteristic is large, since the transmission loss of light tends to increase by applying a side pressure to the optical fiber colored core wire 1, the cable characteristic is also likely to deteriorate.
  • the value of “microbend characteristics in a colored state” is 0.32 dB / km, which is the largest in Table 1, and the test result of “cable characteristics” is also poor.
  • the “ribbon 60 ° C. hot water immersion test” in Table 1 indicates the stability of the ribbon-formed optical fiber colored core wire 1 with respect to water. Specifically, a ribbon formed by connecting 12 optical fiber colored core wires 1 was immersed in warm water at 60 ° C. for 1 month. If the transmission loss of light having a wavelength of 1550 nm is 0.05 dB / km or less in an immersed state or after being taken out from warm water, it is OK (good), and if it is larger, it is NG (bad).
  • the optimum numerical range of the primary Young's modulus after coloring will be considered.
  • the primary Young's modulus after coloring is high, when an external force is applied to the optical fiber colored core wire 1 after being cabled, the external force applied to the bare optical fiber 2 is insufficiently relaxed and light transmission loss increases. .
  • the primary layer 3 that receives external force is greatly deformed, so that the external force applied to the bare optical fiber 2 becomes insufficient, and the light transmission loss increases. To do. Therefore, the optimum numerical range of the primary Young's modulus after coloring can be determined from the test result of the cable characteristics.
  • Example 5 in which the value of the primary Young's modulus after coloring is relatively large.
  • the test result of the cable characteristics is good.
  • the primary Young's modulus after coloring is 0.74 MPa
  • Comparative Example 1 which is the second largest after Example 5 has a poor cable characteristic test result. From this result, it is preferable that the primary Young's modulus after coloring is 0.72 MPa or less.
  • Example 4 and Comparative Example 5 in which the value of the primary Young's modulus after coloring is relatively small.
  • the test result of the cable characteristics is good.
  • the primary Young's modulus after coloring is 0.15 MPa
  • Comparative Example 5 which is the second smallest after Example 4 has a poor cable characteristic test result. From this result, it is preferable that the primary Young's modulus after coloring is 0.17 MPa or more. From the above consideration, the primary Young's modulus after coloring is preferably in the range of 0.17 MPa to 0.72 MPa.
  • the optimum numerical range of the ratio of the primary Young's modulus after coloring to the saturated primary Young's modulus (hereinafter simply referred to as “degree of hardening after coloring”) will be considered.
  • degree of hardening after coloring When the degree of cure after coloring is low, when the ribbon 60 ° C. hot water immersion test is performed, the primary layer 3 is eluted in the water in contact with the optical fiber colored core wire 1 and the light transmission loss increases. Therefore, the optimum numerical range of the degree of cure after coloring can be judged from the result of the ribbon 60 ° C. hot water immersion test.
  • Example 4 In Table 1, attention is paid to Example 4 and Comparative Example 3 in which the value of the degree of cure after coloring is relatively small.
  • Example 4 In Example 4 in which the degree of cure after coloring is 70%, the result of the ribbon 60 ° C. hot water immersion test is good.
  • the maximum value of the degree of cure after coloring in Table 1 is 97% of Example 5, but it is considered that elution of the primary layer 3 can be more reliably suppressed when the degree of cure after coloring is greater than 97%. Therefore, the degree of cure after coloring may be greater than 97%.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 in the state where the colored layer 5 is formed and becomes the optical fiber colored core wire 1 is preferably set to 70% or more with respect to the saturated Young's modulus of the primary layer 3. . If it does in this way, the hardening degree of the primary layer 3 in the state of the optical fiber colored core wire 1 will reach a sufficient level to satisfy the characteristics of the optical fiber colored core wire 1. Thereby, it can suppress that the primary layer 3 elutes when the optical fiber colored core wire 1 contacts with water. Therefore, an increase in light transmission loss caused by contact of the optical fiber colored core wire 1 with water can be suppressed and reliability can be ensured.
  • the primary layer 3 is formed of a material having a saturation Young's modulus of 0.88 MPa or less, even if the primary layer 3 is hardened after the primary layer forming process, the primary layer 3 is not colored with an optical fiber. It becomes soft enough to satisfy the characteristic of 1. Therefore, the external force transmitted to the bare optical fiber 2 can be relaxed and the anti-microbend characteristics can be ensured.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 in the state of the optical fiber colored core wire 1 is set to 0.72 MPa or less, the transmission loss of light that occurs when a side pressure is applied to the optical fiber colored core wire 1 can be suppressed. In addition, the microbend resistance can be ensured. Further, by setting the Young's modulus to 0.17 MPa or more, it is possible to suppress the relaxation of the external force applied to the bare optical fiber 2 due to the excessively soft primary layer 3.
  • the primary layer 3 and the bare optical fiber 2 can be protected from external force or impact.
  • the optical fiber cable 50 is preferably manufactured using the optical fiber colored core wire 1 in which the primary layer 3 has a post-coloring curing degree of 70% or more. Thereby, for example, even when water enters the sheath 55, the primary layer 3 can be prevented from peeling from the bare optical fiber 2, and the reliability of the optical fiber cable 50 can be secured.
  • the colored layer 5 also serves as the secondary layer 4 so that the primary layer 3 and the colored layer 5 are adjacent to each other. You may do it.
  • the primary Young's modulus before coloring refers to the Young's modulus of the primary layer 3 after the primary layer forming step.

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Abstract

光ファイバ裸線と、前記光ファイバ裸線を覆うUV硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、前記プライマリ層を覆うUV硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、前記セカンダリ層の外側に配置され、着色されたUV硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して70%以上である、光ファイバ着色心線。

Description

光ファイバ着色心線、光ファイバケーブル、および光ファイバ着色心線の製造方法
 本発明は、光ファイバ着色心線、光ファイバケーブル、および光ファイバ着色心線の製造方法に関する。
 本願は、2016年9月30日に、日本に出願された特願2016-194549号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来から、特許文献1に示されるような光ファイバ着色心線が知られている。この光ファイバ着色心線は、光ファイバ裸線と、光ファイバ裸線を覆うプライマリ層と、プライマリ層を覆うセカンダリ層と、セカンダリ層の外側に配置された着色層と、を備えている。プライマリ層は、ヤング率が小さく柔らかい材質で形成されることで、光ファイバ裸線に加わる外力を緩和し、外力によって光の伝送損失が増加するのを抑えることができる。また、プライマリ層の外側に配置されるセカンダリ層については、ヤング率が大きく硬い材質で形成されることで、光ファイバ裸線およびプライマリ層を外力から保護することができる。さらに、着色層には、光ファイバ着色心線同士を識別するための着色がなされている。
日本国特開2013-134477号公報
 ところで、上記したプライマリ層は、UV硬化型樹脂によって形成される場合がある。この場合、プライマリ層となるUV硬化型樹脂にUV光を照射して硬化させた際に、硬化が不十分であることにより、光ファイバ着色心線の信頼性が低下する可能性があった。
 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、プライマリ層がUV硬化型樹脂で形成されている光ファイバ着色心線の信頼性を確保することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係る光ファイバ着色心線は、光ファイバ裸線と、前記光ファイバ裸線を覆うUV硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、前記プライマリ層を覆うUV硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、前記セカンダリ層の外側に配置され、着色されたUV硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して70%以上となっている。
 本発明の上記態様によれば、プライマリ層がUV硬化型樹脂で形成されている光ファイバ着色心線の信頼性を確保することができる。
本実施形態に係る光ファイバ着色心線の断面図である。 本実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。
 以下、本実施形態に係る光ファイバ着色心線および光ファイバケーブルの構成を、図1および図2を参照しながら説明する。なお、図1および図2では、各構成部材の形状を認識可能とするために縮尺を適宜変更している。
 図1は、本実施形態に係る光ファイバ着色心線の断面図である。図1に示すように、光ファイバ着色心線1は、光ファイバ裸線2と、プライマリ層3と、セカンダリ層4と、着色層5と、を備えている。
 光ファイバ裸線2は、例えば石英系ガラスなどにより形成され、光を伝達する。光ファイバ裸線2のモードフィールド径(MFD)は、例えば波長1310nmの光において8.2~9.6μmである。プライマリ層3は、UV硬化型樹脂により形成され、光ファイバ裸線2を覆っている。セカンダリ層4は、UV硬化型樹脂により形成され、プライマリ層3を覆っている。着色層5は、着色されたUV硬化型樹脂により形成され、プライマリ層3およびセカンダリ層4の外側に配置されている。
 なお、プライマリ層3、セカンダリ層4、および着色層5となるUV硬化型樹脂の具体的な材質は互いに同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。これらのUV硬化型樹脂としては、例えばアクリレート樹脂などを用いることができる。
 光ファイバ着色心線1は、例えば間欠固定型の光ファイバテープとして用いることができる。間欠固定型の光ファイバテープとは、複数の光ファイバ着色心線1を並列させ、隣り合う光ファイバ着色心線1同士を複数の連結部で間欠的に連結した光ファイバテープである。間欠固定型の光ファイバテープは、幅方向に丸めて筒状にしたり、折り畳んだりすることができる。このため、間欠固定型の光ファイバテープを用いることで、複数の光ファイバ着色心線1を高密度に束ねることができる。
 光ファイバ着色心線1は、ルースチューブケーブル、スロット型ケーブル、リボン型センターチューブケーブル、ラッピングチューブケーブル、およびマイクロダクトケーブルなどに用いることができる。マイクロダクトケーブルとは、ルースチューブケーブルの一種であり、細径のルースチューブに光ファイバを高密度に詰め込んだものである。このような構造のため、ルースチューブケーブルでは光ファイバ着色心線1に比較的強い側圧が作用し、マイクロベンドによって光の伝達損失が増加する場合がある。
 側圧が作用した際の光の伝達損失を抑えて、耐マイクロベンド特性を向上させるためには、セカンダリ層4または着色層5を硬い材質で形成し、プライマリ層3を柔らかい材質で形成することが有効である。このように、光ファイバ裸線2に接するプライマリ層3を柔らかくし、プライマリ層3の外側に位置するセカンダリ層4または着色層5を硬くすることで、光ファイバ裸線2を外力から効果的に保護することができる。セカンダリ層4若しくは着色層5のヤング率としては、例えば700MPa以上1400MPa以下の範囲であることが好ましい。
 図2は、光ファイバ着色心線1を用いた光ファイバケーブル50の一例を示す図である。この光ファイバケーブル50は、複数の光ファイバ着色心線1と、結束材53と、ラッピングチューブ54と、筒状のシース55と、一対の抗張力体56と、一対の引き裂き紐57と、を備えている。
 結束材53は、複数の光ファイバ着色心線1を束ねている。ラッピングチューブ54は、結束材53により束ねられた光ファイバ着色心線1を覆っている。シース55は、光ファイバ着色心線1をラッピングチューブ54ごと被覆している。一対の抗張力体56は、シース55内に埋設されている。一対の引き裂き紐57は、シース55内の内周面に近接する位置に埋設されている。シース55の外周面のうち、一対の引き裂き紐57が配置された位置の外側にはそれぞれ、マーカ突起58が突設されている。マーカ突起58は、引き裂き紐57に沿って形成されており、引き裂き紐57の埋設位置を示している。なお、光ファイバケーブル50は、ラッピングチューブ54、抗張力体56、引き裂き紐57、およびマーカ突起58を備えていなくてもよい。
 次に、光ファイバケーブル50の製造工程について説明する。
 光ファイバケーブル50を製造する際、まず、裸線形成工程が行われる。裸線形成工程では、光ファイバ裸線2が形成される。光ファイバ裸線2は、例えば2000℃程度に熱したガラス母材から引き出されて、所望の外径に形成される。光ファイバ裸線2の外径は、例えば数百μm程度である。
 次に、プライマリ層形成工程が行われる。プライマリ層形成工程では、光ファイバ裸線2の周囲に、プライマリ層3となるUV硬化型樹脂を塗布する。その後、塗布したUV硬化型樹脂にUV光を照射して硬化させ、プライマリ層3を形成する。
 次に、セカンダリ層形成工程が行われる。セカンダリ層形成工程では、プライマリ層3の周囲にセカンダリ層4となるUV硬化型樹脂を塗布する。その後、塗布したUV硬化型樹脂にUV光を照射して硬化させ、セカンダリ層4を形成する。なお、光ファイバ裸線2の周囲にプライマリ層3となるUV硬化型樹脂を塗布後、その上にセカンダリ層4となるUV硬化型樹脂を続けて塗布し、これにUV光を照射することでプライマリ層3およびセカンダリ層4をまとめて硬化させてもよい。つまり、プライマリ層形成工程およびセカンダリ層形成工程は同時に行われてもよい。
 次に、着色層形成工程が行われる。着色層形成工程では、セカンダリ層4の周囲に着色層5となるUV硬化型樹脂を塗布する。その後、塗布したUV硬化型樹脂にUV光を照射して硬化させ、着色層5を形成する。これにより、光ファイバ着色心線1が得られる。
 次に、光ファイバ着色心線1をシース55の内部に収容することで、光ファイバケーブル50が得られる。
 このように、光ファイバ着色心線1の製造工程では複数回にわたってUV光の照射が行われる。ここで、本願発明者は、プライマリ層形成工程の後の工程でも、プライマリ層3の硬化が進行する場合があることを見出した。詳しくは、プライマリ層形成工程でのプライマリ層3の硬化が不十分であった場合、その後の工程でUV光を照射する際に、セカンダリ層4や着色層5を透過したUV光がプライマリ層3に吸収され、プライマリ層3の硬化が進行する。
 このような現象が発生すると、プライマリ層3のヤング率が所望の範囲を超えて硬くなり、プライマリ層3による外力の緩和作用が不十分となることで、光の伝達損失が増加する場合がある。また、プライマリ層3の硬化が不十分であることにより、光ファイバ着色心線1に水が接触した際に、プライマリ層3が光ファイバ裸線2から剥離したり、プライマリ層3と光ファイバ裸線2との間に水泡が介在して光ファイバ裸線2に側圧を作用させたりしてしまう場合がある。
 上記の課題に着目し、光ファイバケーブル50の光の伝達損失や信頼性などについて検証した結果について、表1を用いて説明する。なお、表1に示す各例においては、波長1310nmの光においてMFDが9.1μm、光ファイバ裸線2の外径が125μm、プライマリ層3の外径が190μm、セカンダリ層4の外径が239μm、着色層5の外径が252μm、の光ファイバ着色心線1を用いている。この光ファイバ着色心線1は、例えば国際電気通信連合の電気通信標準化部門(ITU-T:International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)が定めるG652DまたはG657A1に準拠している。なお、上記したプライマリ層3、セカンダリ層4、着色層5の各外径は設計値であり、実際の寸法は±3μm程度の誤差を有する。また、上記寸法などは一例であり、表1に示す各例から得られる結果は、寸法およびMDFを上記の値から変更した光ファイバ着色心線1にも適用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
                  
(定義)
 表1の「プライマリヤング率」とは、光ファイバケーブル50の製造工程中の各状態におけるプライマリ層3のヤング率をいう。例えば、「着色前のプライマリヤング率」は、セカンダリ層形成工程後におけるプライマリ層3のヤング率を示す。また、「着色後のプライマリヤング率」は、着色層形成工程後におけるプライマリ層3のヤング率を示す。
 上記プライマリ層3のヤング率は、光ファイバ裸線2を固定した状態でプライマリ層3に対してせん断応力を与えてひずみを測定し、応力-ひずみ曲線を描くことで求められる。
 例えば実施例1のプライマリヤング率に着目すると、着色前は0.50MPaであり、着色後は0.60MPaとなっている。このように、工程が進むごとにプライマリ層3のヤング率が上昇しているのは、セカンダリ層4や着色層5を透過したUV光により、プライマリ層3の硬化が進行していることを意味する。この傾向は、実施例1~6および比較例1~5で共通している。
 なお、表1では、各プライマリヤング率の数値とともに、硬化度を併記している。硬化度とは、後述する飽和プライマリヤング率の数値に対するプライマリヤング率の割合である。例えば実施例1の着色前のプライマリヤング率は0.50MPaであり、飽和プライマリヤング率は0.70MPaである。このとき、実施例1の着色前の硬化度は、0.50÷0.70≒0.71(71%)と算出できる。従って、実施例1の「着色前のプライマリヤング率」の欄には、0.50MPaの数値とともに、硬化度を意味する71%の数値を併記している。
 表1の「飽和プライマリヤング率」は、プライマリ層3の飽和ヤング率を示す。より詳しくは、光ファイバ裸線2にプライマリ層3となるUV硬化型樹脂を塗布した状態で、硬化反応に寄与する波長を含むUV光を、プライマリ層3が完全に硬化するために充分な光量だけ照射した場合のプライマリ層3のヤング率をいう。例えば本実施例では、プライマリ層3となるUV硬化型樹脂に、中心波長が365nm付近にあるUV光を1J/cm照射した場合、それ以上UV光を照射しても、プライマリ層3のヤング率は上昇しなかった。この状態を、プライマリ層3が完全に硬化した状態と定義する。また、上述した「硬化度」は、この飽和ヤング率を基準に算出しているため、各状態におけるプライマリ層3がどの程度硬化しているかを示す指標となる。
 表1の「マイクロベンド特性」は、光ファイバ着色心線1の側圧に対する光の伝達の安定性を示している。具体的には、IEC-TR62221 Method-Bにおいて、張力1N、サンドペーパー#360番手、条長600m、ボビンサイズφ400mmの条件で、光ファイバ裸線2中を伝達する光の伝達損失の大きさを測定したものである。
 表1の「ケーブル特性」は、光ファイバ着色心線1を用いて光ファイバケーブルを作成した際の、光の伝達損失の大きさを測定した結果を示している。具体的には、288本の光ファイバ着色心線1を有するマイクロダクトケーブルにおいて、-50℃~+85℃の範囲で雰囲気温度を変化させた際に、波長1550nmの光の伝達損失が0.05dB/km以下であればOK(良好)、それより大きければNG(不良)としている。
 なお、先述のマイクロベンド特性の数値が大きい場合、光ファイバ着色心線1に側圧が印加することで光の伝達損失が増大しやすいため、ケーブル特性も低下しやすい。例えば、比較例2は「着色状態でのマイクロベンド特性」の数値が0.32dB/kmであり表1中で最も大きく、「ケーブル特性」の試験結果も不良となっている。
 表1の「リボン60℃温水浸漬試験」は、リボン化した光ファイバ着色心線1の水に対する安定性を示すものである。具体的には、12本の光ファイバ着色心線1を連結してリボン化したものを60℃の温水に1か月間浸漬した。浸漬した状態で、あるいは温水から取り出した後に、波長1550nmの光の伝達損失が0.05dB/km以下であればOK(良好)、それよりも大きければNG(不良)としている。
(着色後のプライマリヤング率)
 次に、着色後のプライマリヤング率の最適な数値範囲について考察する。
 着色後のプライマリヤング率が高い場合は、ケーブル化して光ファイバ着色心線1に外力が加わった場合に、光ファイバ裸線2に加わる外力の緩和が不充分となり、光の伝達損失が増加する。また、着色後のプライマリヤング率が過剰に低い場合も、外力を受けたプライマリ層3が大きく変形することで、光ファイバ裸線2に加わる外力の緩和が不充分となり、光の伝達損失が増加する。従って、着色後のプライマリヤング率の最適な数値範囲は、ケーブル特性の試験結果から判断することができる。
 まず、表1において、着色後のプライマリヤング率の値が比較的大きい実施例5および比較例1に着目する。着色後のプライマリヤング率が0.72MPaである実施例5は、ケーブル特性の試験結果が良好となっている。一方、着色後のプライマリヤング率が0.74MPaであり、実施例5の次に大きい比較例1は、ケーブル特性の試験結果が不良となっている。この結果から、着色後のプライマリヤング率は、0.72MPa以下であることが好ましい。
 次に、表1において、着色後のプライマリヤング率の値が比較的小さい実施例4および比較例5に着目する。着色後のプライマリヤング率が0.17MPaである実施例4は、ケーブル特性の試験結果が良好となっている。一方、着色後のプライマリヤング率が0.15MPaであり、実施例4の次に小さい比較例5は、ケーブル特性の試験結果が不良となっている。この結果から、着色後のプライマリヤング率は0.17MPa以上であることが好ましい。
 以上の考察により、着色後のプライマリヤング率は0.17MPa以上0.72MPa以下の範囲であることが好ましい。
(着色後のプライマリヤング率の飽和プライマリヤング率に対する割合)
 次に、着色後のプライマリヤング率の飽和プライマリヤング率に対する割合(以下、単に「着色後硬化度」という)の最適な数値範囲について考察する。
 着色後硬化度が低い場合、リボン60℃温水浸漬試験の実施時に、光ファイバ着色心線1に接触した水にプライマリ層3が溶出し、光の伝達損失が大きくなる。従って、着色後硬化度の最適な数値範囲は、リボン60℃温水浸漬試験の結果から判断することができる。
 表1において、着色後硬化度の値が比較的小さい実施例4および比較例3に着目する。
 着色後硬化度が70%である実施例4は、リボン60℃温水浸漬試験の結果が良好となっている。一方、着色後硬化度が実施例4の次に小さく68%である比較例3のリボン60℃温水浸漬試験の結果は不良となっている。この結果から、着色後硬化度は70%以上であることが好ましい。
 なお、表1における着色後硬化度の最大値は実施例5の97%であるが、着色後硬化度が97%より大きい場合、プライマリ層3の溶出をより確実に抑えられると考えられる。従って、着色後硬化度は97%より大きくてもよい。
(飽和プライマリヤング率)
 次に、飽和プライマリヤング率の最適な数値範囲について考察する。
 表1の比較例2に着目すると、着色後硬化度が80%であり、比較的大きいにもかかわらず、ケーブル特性が不良となっている。これは、飽和プライマリヤング率が1.10MPaであり比較的大きく、硬い材質をプライマリ層3として用いているためであると考えられる。
 ここで、表1のうち、飽和プライマリヤング率が比較例2の次に大きいのは、実施例3の0.88MPaであり、実施例3のケーブル特性は良好となっている。
 この結果から、プライマリ層3の飽和ヤング率は0.88MPa以下であることが好ましい。
 以上説明したように、着色層5が形成されて光ファイバ着色心線1となった状態におけるプライマリ層3のヤング率を、プライマリ層3の飽和ヤング率に対して70%以上とすることが好ましい。このようにすると、光ファイバ着色心線1の状態でのプライマリ層3の硬化度が、光ファイバ着色心線1の特性を満たすのに充分な程度に達する。これにより、光ファイバ着色心線1が水と接触した際にプライマリ層3が溶出するのを抑制することができる。従って、光ファイバ着色心線1が水と接触することで生じる光の伝送損失の増加を抑えて、信頼性を確保することができる。
 また、飽和ヤング率が0.88MPa以下となる材質でプライマリ層3を形成した場合には、プライマリ層形成工程後にプライマリ層3の硬化が進んだとしても、プライマリ層3が、光ファイバ着色心線1の特性を満たすために充分な柔らかさとなる。従って、光ファイバ裸線2に伝わる外力を緩和して、耐マイクロベンド特性を確保することができる。
 また、光ファイバ着色心線1となった状態におけるプライマリ層3のヤング率を0.72MPa以下とすることにより、光ファイバ着色心線1に側圧が加わった場合に生じる光の伝達損失を抑えて、耐マイクロベンド特性を確保することができる。また、上記ヤング率を0.17MPa以上とすることにより、プライマリ層3が過剰に柔らかいことで光ファイバ裸線2に加わる外力の緩和が不充分となるのを抑えることができる。
 また、セカンダリ層4または着色層5のヤング率を700MPa以上1400MPa以下とすることにより、プライマリ層3および光ファイバ裸線2を外力や衝撃などから保護することができる。
 また、光ファイバケーブル50は、プライマリ層3の着色後硬化度が70%以上である光ファイバ着色心線1を用いて製造することが好ましい。これにより、例えばシース55内に水が浸入した場合でも、プライマリ層3が光ファイバ裸線2から剥離することを抑え、光ファイバケーブル50の信頼性を確保することができる。
 なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
 例えば、前記実施形態では、セカンダリ層4および着色層5を備えた光ファイバ着色心線1について説明したが、着色層5がセカンダリ層4を兼ねることで、プライマリ層3と着色層5とが隣接していてもよい。この場合、着色前のプライマリヤング率は、プライマリ層形成工程後におけるプライマリ層3のヤング率を指す。
 その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
 1…光ファイバ着色心線 2…光ファイバ裸線 3…プライマリ層 4…セカンダリ層 5…着色層 50…光ファイバケーブル 54…ラッピングチューブ 55…シース 56…抗張力体

Claims (8)

  1.  光ファイバ裸線と、
     前記光ファイバ裸線を覆うUV硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、
     前記プライマリ層を覆うUV硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、
     前記セカンダリ層の外側に配置され、着色されたUV硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、
     前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して70%以上である、光ファイバ着色心線。
  2.  前記プライマリ層の飽和ヤング率が0.88MPa以下である、請求項1に記載の光ファイバ着色心線。
  3.  前記プライマリ層のヤング率が、0.17MPa以上0.72MPa以下である、請求項1または2に記載の光ファイバ着色心線。
  4.  前記着色層のヤング率が700MPa以上1400MPa以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の光ファイバ着色心線。
  5.  前記セカンダリ層のヤング率が、700MPa以上1400MPa以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の光ファイバ着色心線。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光ファイバ着色心線と、
     前記光ファイバ着色心線を内部に収容するシースと、を備える光ファイバケーブル。
  7.  光ファイバ裸線を形成する裸線形成工程と、
     前記光ファイバ裸線の周囲にUV硬化型樹脂を塗布し、UV光を照射してプライマリ層を形成するプライマリ層形成工程と、
     前記プライマリ層の周囲にUV硬化型樹脂を塗布し、UV光を照射して着色層を形成する着色層形成工程と、を有し、
     前記着色層形成工程後の前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して70%以上である、光ファイバ着色心線の製造方法。
  8.  光ファイバ裸線と、
     前記光ファイバ裸線を覆うUV硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、
     前記プライマリ層の外側に配置され、着色されたUV硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、
     前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して70%以上である、光ファイバ着色心線。
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