(57)【要約】【課題】本発明は、樹脂被覆への泡の混入を防止しつつ、偏肉が無く、樹脂被覆の厚みが均一であるとともに、高温高湿試験を行っても樹脂被覆の剥離が発生し難いリコート方法の提供を目的とする。  【解決手段】本発明は、ベアファイバの外周に被覆材を設けた構造の光ファイバのリコート方法であって、被覆材を除去してベアファイバどうしを融着接続した後の光ファイバのベアファイバ部分に、１〜６Ｐａ・ｓの粘度範囲の光硬化型樹脂あるいは熱硬化型樹脂を塗布して光硬化あるいは熱硬化させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアファイバの外周に被覆材を設けた構造の光ファイバのリコート方法であって、被覆材を除去してベアファイバどうしを融着接続した後の光ファイバのベアファイバ部分に、１〜６Ｐａ・ｓの粘度範囲の光硬化型樹脂液あるいは熱硬化型樹脂液を塗布した後、光硬化あるいは熱硬化させて樹脂被覆材とすることを特徴とする光ファイバのリコート方法。
【請求項２】
前記ベアファイバ部分に樹脂液を塗布する際、該ベアファイバの部分をダイス孔と液溜まり部を備えるダイスに通し、前記ベアファイバの部分を前記ダイス孔を介し引き抜くことにより、前記液溜まり部に貯留させた樹脂液をベアファイバ部分の周囲に被着させ、その後に該被着させた樹脂液を硬化させて樹脂被覆材としてリコートを行うことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバのリコート方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、融着接続後のベアファイバ部分に樹脂を被覆し、ベアファイバの樹脂保護材を形成する光ファイバのリコート方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、融着接続を行った後の光ファイバの接続箇所に光ファイバを外部応力から保護するために樹脂の保護層を設けることが知られている。この保護層として代表的なものに、熱収縮チューブを用いた保護層が知られている。また、この熱収縮チューブを用いた保護層以外にも、ベアファイバ（被覆されていない光ファイバ）の必要箇所に樹脂をコーティングして再被覆する手法（リコート法）も知られている。
前記光ファイバのリコート法には、大きく分けて、ダイス法とモールド法の２つの方法が知られている。また、一般に光ファイバ用のリコート材料は、紫外線硬化型樹脂（ＵＶ硬化樹脂）あるいは熱硬化型樹脂が用いられている。
【０００３】
前記ダイス法とは、融着接続後のベアファイバの接続箇所をリコート用のダイスにセットし、ＵＶ硬化樹脂液が供給されたダイスを上方に移動させることにより、ベアファイバとなっている箇所にＵＶ硬化樹脂液を塗布し、当該箇所に紫外線ランプにて紫外線を照射することにより、塗布されたＵＶ硬化樹脂液を硬化させる手法である。また、ダイス法において熱硬化型樹脂を用いる場合、温風やヒーターによって熱硬化型樹脂を硬化させている。
前記モールド法とは、紫外線を通過する素材であるガラスなどを用いて行うものである。光ファイバをリコートできるように形状加工された２枚のガラス板で融着接続後の光ファイバを挟み、挟み込んだままの状態でベアファイバとなっている箇所にＵＶ硬化樹脂液を流し込み、更に、当該箇所に紫外線ランプにて紫外線を照射することにより塗布されたＵＶ硬化樹脂液を硬化させる手法である。また、モールド法において熱硬化型樹脂を用いる場合、温風やヒーターによって熱硬化型樹脂を硬化させている。
【０００４】
また、従来、この種のリコート方法に用いるリコート装置の一例として、上モールドと下モールドと光源を備え、上下各モールドの光源側のモールドに光透過材料を用いるとともに、上下各モールドの対向面に半円筒状のモールド溝を設け、対向面を接触させてモールド溝で円筒状の空間を形成し、更に、光硬化性の樹脂の注入口をモールド溝に通じるように設け、前記空間内に樹脂を注入して硬化させることにより、光ファイバのストリップ部をリコートする装置が知られている。（特許文献１参照）
この種のリコート装置において、リコート用の樹脂液を留めておく樹脂留め部を注入口に接続し、樹脂留め部をヒーターで加熱し、気泡を除去した状態で樹脂液を注入口から円筒状の空間内に注入して樹脂被覆する構成のリコート装置が開示されている。
【０００５】
前記特許文献１に記載の技術によれば、注入口を介して注入する樹脂液の粘度を０．５Ｐａ・ｓ〜１．２Ｐａ・ｓの範囲に規定しておけば、気泡が発生する程に粘度が大きい樹脂を注入する度に加熱する必要が無いので、光ファイバのリコート工程の効率化と消費熱量の減少を図ることができると記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１７８１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載の技術にあっては、樹脂液の粘度を０．５Ｐａ・ｓ〜１．２Ｐａ・ｓの範囲に規定し、この樹脂液を樹脂溜め部において加熱して泡を無くすることで、泡の混入を回避できるものと思料されるが、光ファイバのリコート部分の信頼性は、泡の混入の有無だけで決まるものではない。
例えば一般に、光ファイバの被覆材は温度変化によって収縮したり膨張したりするので、収縮や膨張に伴って発生する応力が光ファイバに影響してマイクロベンドロスといった特性不良を発生させることが知られている。また、光ファイバの被覆が偏った状態になると、径方向に不均一な応力が被覆から光ファイバにかかってしまうことから、特性低下や信頼性低下になることは明らかである。従って、光ファイバの被覆材は径方向に均一な肉厚であることが好ましい。本発明では、被覆材が光ファイバの径方向に均一な肉厚ではない場合、これを偏肉と称する。
【０００７】
偏肉とは、即ち、光ファイバの被覆材の最も厚い箇所と、最も被覆の薄い箇所の肉厚の比率である。例えば図３に示す如く光ファイバの横断面構造を見て、光ファイバ１００を樹脂の被覆層１０１で覆っている構造を想定すると、被覆層１０１の厚い部分の肉厚をＡと表記し、被覆層１０１の薄い部分の肉厚をＢと表記すると、偏肉はＡ／Ｂで表される。なお、光ファイバは通常コアとクラッドを有し、更にその機能や目的に応じて種々の断面構造があるが、図３では単に円状の略断面として輪郭のみを示し、被覆層１０１についても最も単純な円状の略断面として輪郭のみを示している。
しかしながら、上述の特許文献１に記載されている技術においては、偏肉に関する記載が無く、偏肉に伴って生じるマイクロベンドロスを考慮したリコート方法とその対策は何等考慮されていない。
また、光ファイバ１００の信頼性を見る方法として種々の環境試験が知られている。その環境試験において、例えば８５℃で相対湿度８５％という高温高湿の条件下に試料を放置し、熱劣化と加水分解劣化を促進させる加速劣化試験などが知られている。この加速劣化試験は、リコート箇所の信頼性を把握する上で有効な手法であり、例えば、リコート箇所の剥離（光ファイバとリコート後の樹脂被覆材が密着していない状態）などを調査することが可能である。一般に、リコート後の樹脂被覆材の剥離が発生すると、光ファイバの保護が不十分となり、光ファイバのベアファイバが一部剥き出しになるので、ひいては光ファイバの断線に繋がる事態が懸念される。従って、高温高湿試験においてリコート箇所の樹脂被覆材が剥離しないことは、光ファイバの信頼性の点で重要であることが明らかである。しかしながら、上述の特許文献１には高温高湿での試験結果や剥離に関する対策は何等開示されていない。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、樹脂被覆材への泡の混入を防止しつつ、偏肉が無く、樹脂被覆材の厚みが均一であるとともに、高温高湿試験を行っても樹脂被覆材の剥離が発生し難いリコート方法の提供を目的とする。
即ち本願発明は、前述の偏肉状態と樹脂被覆材の厚み均一性と耐高温高湿試験３つの特性がいずれも良好な範囲を見出すことにより本願発明に到達したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ベアファイバの外周に被覆材を設けた構造の光ファイバのリコート方法であって、被覆材を除去してベアファイバどうしを融着接続した後の光ファイバのベアファイバ部分に、１〜６Ｐａ・ｓの粘度範囲の光硬化型樹脂液あるいは熱硬化型樹脂液を塗布して光硬化あるいは熱硬化させることを特徴とする。
本発明は、前記ベアファイバ部分に樹脂液を塗布する際、該ベアファイバの部分をダイス孔と液溜まり部を備えるダイスに通し、前記ベアファイバの部分を前記ダイス孔を介し引き抜くことにより、前記液溜まり部に貯留させた樹脂液をベアファイバ部分の周囲に被着させ、その後に該被着させた樹脂液を硬化させて樹脂被覆材としてリコートを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光ファイバのリコートを行う場合、粘度１〜６Ｐａ・ｓの範囲内の樹脂液を用いることにより、泡を巻き込むことが無く、偏肉を抑制した状態の密着性に優れた被覆材を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明ではコアとクラッドを有する構造のベアファイバを樹脂製の被覆材にて覆っている光ファイバの構造において、接続するべき光ファイバの端部の被覆材の一部を除去してベアファイバをむき出し状態とし、ベアファイバの端部どうしを融着接続した後、接続部分とその周囲のベアファイバのむき出し部分を樹脂でリコートする場合、光硬化型の液状樹脂あるいは熱硬化型の樹脂液において粘度１〜６Ｐａ・ｓの樹脂液を使用して前記のむき出し部分に塗布し、この塗布した樹脂液を光硬化あるいは熱硬化して被覆材で覆うことでリコートするものとする。
前記樹脂液が粘度１〜６Ｐａ・ｓの範囲内にあることで、塗布した樹脂液に泡が混入することがなく、ベアファイバの周囲に形成される樹脂製の被覆材の偏肉を抑制することができ、樹脂製の被覆材の剥離を抑制することができる。更に樹脂液の粘度として、１．５〜６Ｐａ・ｓの範囲がより好ましい。
【００１２】
樹脂液の粘度が前記範囲を超えて高くなると、樹脂液をベアファイバの融着部分とその周囲に塗布する際、既にベアファイバを覆っている被覆材の端面に樹脂液がぶつかる際に空気を泡として巻き込むおそれが高くなる。逆に、樹脂液の粘度が前記範囲を下回るようであると、樹脂液をベアファイバの周囲に流し込む際、重力の影響により樹脂液が鉛直下方に流れ易くなるので、リコートする場合に融着したベアファイバの下方側に位置する側の被覆材の肉厚が大きくなり易く、これが原因となって偏肉を生じ易くなるため、この偏肉を抑制するために樹脂液の粘度の下限を定めた。また、樹脂液の粘度が低すぎると、偏肉発生のために被覆材の薄い部分が生じるので、リコート後において被覆材が収縮した際に光ファイバ外周のクラッド部分などのガラス部分と被覆材との密着性が低下する傾向となり、剥離を生じるおそれが高くなるため、樹脂液の粘度下限を規定した。
【００１３】
次に、前記粘度範囲の樹脂液を用いてリコートを行う場合、ダイス法に使用するダイス装置の一例について説明する。
図１はダイス法に使用するダイス装置の一例を示すもので、この例のダイス装置Ａは、漏斗状の液溜まり部１を上部側に有するダイス本体２を有し、このダイス本体２には液溜まり部１の下部からダイス本体２の底部側を貫通するダイス孔３が形成されてなる。
このダイス装置Ａを用いてダイス法を実施して光ファイバをリコートするには、まず、被覆材４を一部除去した被覆除去部分５を有する光ファイバ６を上下に設置したクランプ７、７で縦方向（上下方向）に保持する。この被覆除去部分５の一例として、接続するべき光ファイバの端部同士の被覆材を除去し、露出させたベアファイバどうしを融着接続した構造を例示することができる。なお、この形態において用いるベアファイバとはコア部とクラッド部を少なくとも具備する光ファイバの本体部分であって、通常はガラス部材から構成されている。光ファイバは機能や性能に応じてその断面構造は種々のものがあり、コア部とクラッド部以外の構造要素を含むものも種々提供されているが、いずれの断面構造の光ファイバのベアファイバであっても本発明に適用できるのは勿論である。
【００１４】
次に、この状態で被覆除去部分５にリコート用のダイス装置Ａをセットするともに、その下方に例えば、ＵＶ光を照射するため、あるいは、加熱するための樹脂硬化手段８をセットする。この後、ダイス装置Ａの液溜まり部１に溶融状態の樹脂液（例えばＵＶ樹脂液）９を供給しつつ、ダイス装置Ａを引き上げる操作を行う。
ここで、ダイス孔３の内径を被覆材４の外径と同等か、若干大きい値に設定しておくならば、被覆材４の外径とほぼ同等外径のリコート被覆層１０を下方から順次形成することができる。この時、ダイス装置Ａの上昇に合わせて、樹脂硬化手段８も上昇させ、そのＵＶ光の照射により、下方から順次リコート被覆層１０を硬化させてリコート被覆材１１とする。これにより、被覆除去部分５にこの部分を覆うとともに上下の被覆部４、４に跨る形のリコート被覆材１１を形成することができる。
【００１５】
以上説明の如く、前記ダイス装置Ａを用いるダイス法に従うリコート方法を実施する場合、粘度１〜６Ｐａ・ｓの範囲内の樹脂液、より好ましくは、粘度１．５〜６Ｐａ・ｓの範囲内の樹脂液を用いることにより、泡を巻き込むことが無く、偏肉を抑制した状態の密着性に優れた被覆材１１を形成することができる。
【実施例】
【００１６】
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明が以下の実施例に限定されるものでないことは明らかである。
「試験例１」
シングルモード光ファイバ（ファイバ径；φ＝１２５μｍ）とＪＳＲ株式会社製の紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂）を複数用意し、前述のダイス装置を用いたダイス法に基づき、粘度の異なる紫外線硬化型樹脂液を使い分けた場合のリコート試験を行った。シングルモード光ファイバの融着接続には株式会社フジクラ社製のＦＳＭ−４５型融着接続機を用い、ダイス孔の内径を０．３ｍｍ、リコート長を２５ｍｍ、リコート部分の被覆径を０．２９ｍｍとした。
このリコート試験に使用した紫外線硬化型樹脂液は、粘度０．５Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度１Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度１．５Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度２Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度３Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度６Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度８Ｐａ・ｓの樹脂液、粘度１０Ｐａ・ｓの樹脂液である。各リコート試験につき、試験の試料数は１０とした。
前記リコート試験により得られた各試料のリコート部分を顕微鏡観察し、リコートした被覆材中の泡の有無を計測した。
「試験例２」
前記リコート試験により得られた各試料のリコート部分を顕微鏡観察し、リコートした被覆材の偏肉を調査し、その平均値を算出した。なお、偏肉の算出は先に説明した通り、図３に示す如く光ファイバの横断面構造を見て、光ファイバ１００を樹脂の被覆層１０１で覆っている構造を観察し、被覆層１０１の最も厚い部分の肉厚をＡと表記し、被覆層１０１の最も薄い部分の肉厚をＢと表記すると、偏肉をＡ／Ｂで表した値である。
「試験例３」
前記リコート試験により得られた各試料を温度８５℃、相対湿度８５％の環境試験装置に１週間収容放置し、その後、環境試験装置から取り出し、顕微鏡観察して被覆材の剥離の有無をカウントした。
【００１７】
「試験例４」
前記試験に供したシングルモード光ファイバのベアファイバ（ガラス部分）と被覆材との密着力を評価するために、被覆材からベアファイバを引き抜く時の力を測定する方法において、引抜法と称される評価法を用いて密着力の評価を行った。この引抜法とは、図２（Ａ）に示す如く表面中央部にＶ字溝３０を形成した駒と称される固定治具３１を用い、リコートした被覆材３３を有する光ファイバ３５を図２（Ｂ）に示す如くＶ字溝３０上に接着して固定し、被覆材３３の一部に被覆材３３を周回してベアファイバ３６に到達するような深さの切れ込みを形成し、Ｖ字溝３０の外側に位置する光ファイバ３５をＶ字溝３０に沿って引き抜いた場合、引き抜きに要する力を測定する方法である。
この試験の測定には、固定治具としてＶ字溝方向の長さ５ｍｍのものを用い、引張速度を３ｍｍ／分に設定して引抜力の測定を行った。この引抜試験において、２Ｎ／ｍｍ以上の引抜力であれば、被覆材はベアファイバに十分に密着していると評価できる。
以上説明の試験例１〜４の試験結果を以下の表１に併記する。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１に示す如く試験例１の結果において、リコート法に用いる樹脂液の粘度が高くなると泡が混入する理由は、被覆除去部分にダイス装置で樹脂液を塗布する場合、被覆除去部分の端部に位置する被覆材の端面に樹脂液が衝突する際、樹脂液がダイス孔とベアファイバの隙問に十分に流れ込まず、泡を巻き込んでしまうからである。
表１に示す試験例２の結果において、樹脂液の粘度が低いと偏肉が悪くなる理由は、ダイス孔を樹脂液が通過することによって適切に形成された樹脂液層（リコート部分）が重力の影響により鉛直下方向に流れてしまい、被覆層厚が変形するためである。
更に、試験例２において、樹脂液の粘度が高いと偏肉が悪くなる理由は、樹脂液がダイス孔から出る際に被覆層の形成に乱れを生じ易く、樹脂液層（リコート部分）の形成が不完全なものとなるためである。
【００２０】
表１に示す試験例３の結果において、樹脂液の粘度が低いと被覆材の剥離が発生する理由は、樹脂液の粘度が低いとリコート部分の被覆が薄くなり易く、被覆材が薄いと被覆材の硬化収縮の影響を受け易いため、リコート部分が収縮した時にベアファイバ（ガラス部）との密着性が低下し、剥離を生じるからである。
試験例３において、樹脂液の粘度が高いと剥離が発生する理由は、温度変化を繰り返した際に、巻き込んだ泡の影響でリコート部分の被覆材から不均一な応力が生じ、ベアファイバ（ガラス部）との密着性が低下し剥離が生じるからである。
試験例４において引抜力は、全ての条件で２Ｎ／ｍｍ似上であり、被覆材はベアファイバに強固に密着しているという結果であった。なお、引抜力に関しては材料依存性が大きく、評価結果に差が現れなかった。
【００２１】
表１に示す結果から、リコートに用いる樹脂液の粘度として、１〜６Ｐａ・ｓの範囲のものを用いることにより、リコートした部分の被覆材に泡の混入が見られず、被覆材の偏肉が抑制されており、相対湿度８５％以上の環境下においても被覆材の剥離が生じ難く、引抜試験の結果にも優れた被覆材を形成できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明に係るリコート方法を実施する際に用いるダイス装置の一例を示す断面略図である。
【図２】図２はリコートした後の被覆材の引き抜き力を試験する方法の一例について示す説明図である。
【図３】図３はベアファイバに被覆された被覆材の厚みについて説明するための構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ…ダイス装置、Ｂ…モールド装置、１…樹脂溜まり部、２…ダイス、３…ダイス孔、４、１７…被覆材、５、１５…ベアファイバ、６、１６…光ファイバ、８…樹脂硬化手段、９…樹脂液、１１…被覆材、１２上型、１３…下型、２０…嵌合溝、２１…モールド溝、２２…注入孔、２３…注入路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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