(57)【要約】【課題】浸水検知感度に優れた浸水検知用光ファイバ着色心線を提供する。【解決手段】コア２１ａおよびクラッド２１ｂがガラスからなる光ファイバ２１と、光ファイバ２１の外周を被覆する一次被覆層２２ａと、一次被覆層２２ａの外周を被覆する二次被覆層２２ｂと、二次被覆層２２ｂの外周を被覆する着色層２３とを有し、二次被覆層２２ｂと着色層２３との間に、二次被覆層２２ｂの表面に固着した複数の吸収体１３が局在する浸水検知用光ファイバ着色心線１１であって、二次被覆層２２ｂが一次被覆層２２ａよりも高い弾性率を有し、吸収体１３が水分を吸収すると膨潤する吸水性ポリマーを含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアおよびクラッドがガラスからなる光ファイバと、該光ファイバの外周を被覆する一次被覆層と、該一次被覆層の外周を被覆する二次被覆層と、該二次被覆層の外周を被覆する着色層とを有し、該二次被覆層と該着色層との間に、該二次被覆層の表面に固着した複数の吸収体が局在する浸水検知用光ファイバ着色心線であって、
前記二次被覆層が、前記一次被覆層よりも高い弾性率を有し、
前記吸収体が、水分を吸収すると膨潤する吸水性ポリマーを含むことを特徴とする浸水検知用光ファイバ着色心線。
【請求項２】
前記吸収体が、前記二次被覆層の外周方向１８０度以上３６０度未満の角度にわたって形成されたＣ字型の断面を有するリング状であり、且つ、２〜３０個の該吸収体が、該二次被覆層の長手方向に等間隔に並んで吸収部を形成することを特徴とする請求項１に記載の浸水検知用光ファイバ着色心線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信ケーブル内への水の浸入を検知するための浸水検知用光ファイバ着色心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ケーブルの内部に水が浸入すると、その浸入した水が軸方向に走水してケ―ブルの伝送特性を低下させるという問題が知られている。このため、従来より、光通信ケーブル内への浸水を早期にかつ確実に検知できる技術の開発が求められている。
【０００３】
この種の技術としては、光ファイバと、水を吸収して膨張する吸水性材料とを組み合わせた浸水検知センサーが知られている。これは水が浸入した場合に、その水を吸収して吸水性材料が膨張し、その応力によって光ファイバが変形して伝送損失が増大するという原理を利用したものである。すなわち、光ファイバが変形した箇所の後方散乱光等を検出することによって浸水箇所を検出するものである。
【０００４】
例えば、特許文献１は、光ファイバと、吸水性材料を含む一次被覆層と、二次被覆層とを備える光ファイバ素線を開示している。この光ファイバ素線では、水が浸入した場合に一次被覆層内で吸水性材料が膨潤するので、光ファイバに応力が加わり、該光ファイバが曲がることで伝送損失が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４８０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の光ファイバ素線では、吸水性材料は一次被覆層の全体に含まれるため、侵入した水が一次被覆層の広範囲に拡散して吸水による膨張が起こると考えられる。そうした場合、該膨張により発生する応力は光ファイバの広い範囲に加わるため局所的な光ファイバの変形はかえって生じにくく伝送損失の増加が小さく、検知感度が低くなるという問題点を有する。
【０００７】
本発明は、従来技術におけるこのような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、浸水検知感度に優れた浸水検知用光ファイバ着色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】
本発明者らは、この現象に着目し、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、水分を吸収すると膨潤する材料（吸水性ポリマー）を着色層の内側に局所的に設けることによって、浸水環境下において、ピンポイントでブリスタによるマイクロベンディングが発生することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の通りである。
［１］コアおよびクラッドがガラスからなる光ファイバと、該光ファイバの外周を被覆する一次被覆層と、該一次被覆層の外周を被覆する二次被覆層と、該二次被覆層の外周を被覆する着色層とを有し、該二次被覆層と該着色層との間に、該二次被覆層の表面に固着した複数の吸収体が局在する浸水検知用光ファイバ着色心線であって、前記二次被覆層が前記一次被覆層よりも高い弾性率を有し、前記吸収体が水分を吸収すると膨潤する吸水性ポリマーを含むことを特徴とする浸水検知用光ファイバ着色心線。
【００１０】
［２］前記吸収体が、前記二次被覆層の外周方向１８０度以上３６０度未満の角度にわたって形成されたＣ字型の断面を有するリング状であり、且つ、２〜３０個の該吸収体が、該二次被覆層の長手方向に等間隔に並んで吸収部を形成することを特徴とする［１］に記載の浸水検知用光ファイバ着色心線。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸水すると膨潤する吸水性ポリマーを着色層の内側に局在的に設けることにより、浸水箇所特定の正確性と浸水検知感度に優れた浸水検知用光ファイバ着色心線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る浸水検知用光ファイバ着色心線の一例を示す図であって、（ａ）は浸水検知用光ファイバ着色心線の側面図、（ｂ）は浸水検知用光ファイバ着色心線の吸収部を拡大した側面図である。
【図２】図１の浸水検知用光ファイバ着色心線の吸収部を構成する吸収体を含む箇所の断面図である。
【図３】本発明に係る浸水検知用光ファイバ着色心線の一例におけるブリスタ発生時の損失増を示すグラフである。
【図４】本発明に係る浸水検知用光ファイバ着色心線の製造方法の一例を示す図であって、（ａ）は吸収体の塗布工程における浸水検知用光ファイバ着色心線の側面図、（ｂ）は吸収体の塗布工程における吸収部を拡大した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る浸水検知用光ファイバ着色心線の実施態様の一例を、図面を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施態様の浸水検知用光ファイバ着色心線１１は、その長手方向に吸収部１２が設けられている。吸収部１２の数は、特に限定はされないが、水侵入時の浸水箇所を好適に把握するために、例えば５〜５０ｍｍの間隔Ｐで複数個の吸収部１２を設けることが好ましい。
【００１４】
また、図１（ｂ）に示すように、ひとつの吸収部１２の幅寸法Ｗは、膨張時に適切な応力を発生させるために、２ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることが好ましい。幅寸法Ｗが２ｍｍ未満であると検知に十分な伝送損失の変化量が得られない場合があり、１２ｍｍ以下で十分な検知感度が得られる。この吸収部１２は、水を吸収すると直ちに膨潤する吸水性ポリマーを含む吸収体１３が複数個、等間隔に並ぶことにより形成されている。ひとつの吸収部１２を構成する吸収体１３の個数は、特に限定はされないが、検知感度及び製造性の観点から、２〜３０個であることが好ましい。２個以上とすることでより十分な検知感度が得られ、３０個以下とすることで、製造時に光ファイバ２１を繰り出す線速を低下させることなく効率よく製造することができる。
【００１５】
このような吸収部１２を有する浸水検知用光ファイバ着色心線１１は、図２に示すように、コア２１ａ及びクラッド２１ｂから構成された光ファイバ２１の周囲に、一次被覆層２２ａ及び二次被覆層２２ｂからなる被覆層２２を設けたものであり、さらにその外周には、着色樹脂からなる着色層２３が被覆されている。着色層２３は、例えば多心光ファイバケーブル内において、各ファイバを色で識別するために設けられる層である。各層の外径や厚さは、例えば、コア２１ａの外径は７μｍ〜６０μｍ、クラッド２１ｂの厚さは１２５μｍ、一次被覆層２２ａの厚さは１０μｍ〜５０μｍ、二次被覆層２２ｂの厚さは１０μｍ〜５０μｍ、着色層２３の厚さは１〜１０μｍとすることができる。
【００１６】
吸収部１２を構成する吸収体１３は、二次被覆層２２ｂと着色層２３との間に局在し、その形状は二次被覆層２２ｂの外周方向１８０度以上３６０度未満の範囲Ａを覆うように形成されたＣ字型の断面を有するリング状であることが好ましく、その厚さは０．５〜５μｍであることが好ましい。これらの数値範囲とすることで、浸水時の伝送損失による検知感度が好ましいものとなる。
吸収体１３の側面形状は、塗布方法等に依存するものであり、例えば、その平面展開形状としては長方形、楕円形、ひし形等の形状となり得る。
【００１７】
なお、二次被覆層２２ｂは一次被覆層２２ａよりも高い弾性率を有する。これにより、水が浸入した場合、浸水箇所に近い吸収体１３が膨潤することによって、二次被覆層２２ｂの方向に応力が加わり、その応力がさらに一次被覆層２２ａに伝わることで、光ファイバ２１に局所的に側圧が加わって伝送損失が増大し、当該箇所における水の侵入が検知される。このように、本発明の浸水検知用光ファイバ着色心線では、ピンポイントでマイクロベンディングを発生させることができるため、従来の技術と比較して、浸水箇所をより正確に特定することができる。また吸収体１３は局所的に設けられているため、吸収された水分が広い範囲に拡散しないので、従来の技術と比較して、少量の水分で浸水を検知することができる。
各層の弾性率（ヤング率）については、例えば、一次被覆層２２ａは０．２〜２ＭＰａ、二次被覆層２２ｂは５００〜１５００ＭＰａ、着色層２３は５００〜１８００ＭＰａとすることができる。
【００１８】
吸収体１３に含まれる吸水性ポリマーとしては、水を吸収すると直ちに膨潤するものであれば、公知の各種の吸水性ポリマーが使用でき、具体例としては例えばアクリル酸重合体部分ナトリウム塩化架橋物を挙げることができる。また吸収体１３の形成の際には、吸水性ポリマーをアセトン、メチルエチルケトン等の揮発性の有機溶剤に分散し、その分散液を二次被覆層２２ｂの表面に塗布する工程を経るため、吸水性ポリマーの粒径は比較的小さいものが好ましく、例えば０．００１〜０．５μｍとすることができる。
また本発明で使用する吸水性ポリマーは、水を吸収すると直ちに膨潤するため、早期に水の浸入を感知することができる。例えば、図３のグラフに示すように、水の浸入から１日後には損失増が０．１５ｄＢ／ｋｍとなる。
【００１９】
次に、本発明の浸水検知用光ファイバ着色心線１１の製造方法について説明する。
（１）吸水性ポリマー分散液の製造
吸収体１３の形成に用いる吸水性ポリマー分散液は、樹脂成分を１０〜２５重量％とすることが好ましい。吸収体１３の厚さを好適な値とするためである。樹脂成分としては、吸水性ポリマーの他にスチレン（ＳＴ：Ｓｔｙｒｅｎｅ）、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ：Ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ブチルアクリレート（ＢＡ：Ｂｕｔｙｌ  ａｃｒｙｌａｔｅ）、メタクリル酸（ＭＡＡ：Ｍｅｔｈａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）、アクリル酸メチル（ＭＡ：Ｍｅｔｈｙｌ  ａｃｒｙｌａｔｅ）等のモノマーから構成される共重合体（分子量８，０００〜数万程度、約１５〜４５重量％）等を含むことができる。
また吸水性ポリマー分散液は速乾性であることが好ましいため、溶剤成分としては、例えば、１３〜９０％のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、１０〜３５％のメタノールあるいは３〜７％のアセトン等を含むものが好ましい。
さらに吸水性ポリマー分散液は色素を含んでいてもよく、例えば、１〜１０％のクロム錯塩染料、５〜１５％のクロム含金属染料等の染料や公知の顔料を使用することができる。
【００２０】
（２）光ファイバ着色心線の製造
まず、光ファイバ２１の外周に、２種類の紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂からなる一次被覆層２２ａ及び二次被覆層２２ｂを塗布して硬化させることにより被覆層２２を形成する。
【００２１】
次いで、上で得た被覆層２２が形成された光ファイバ２１を所定の線速で送り出しながら、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、インクジェットプリンタ装置のプリンタヘッド４１から吸水性ポリマー分散液４２を間欠的に噴射して塗布する。好適に使用できるインクジェットプリンタ装置としては、例えば、ＶＩＤＥＯＪＥＴ社製の「ＥＸＣＥＬ  ＭＶＰシリーズ」、ＩＭＡＪＥ社製の「Ｉｍａｊｅ９０００シリーズ」、株式会社日立産機システム製の「ＰＸＲシリーズ」、株式会社キーエンス製の「ＭＫ−９０００シリーズ」等の市販品を挙げることができる。
【００２２】
図４（ｂ）は、上方から滴状の吸水性ポリマー分散液４２が塗布される工程を示す。噴射された吸水性ポリマー分散液（滴）４２が、被覆層２２の外周面をつたい自重で垂れることにより、吸収体１３が外周面の周方向に沿って設けられ、図１（ｂ）、図４（ｂ）に示すように側面から見ると三角形等の形状となる。このとき、吸収体１３は、被覆層２２の外周方向の１８０度以上３６０度未満の角度にわたって塗布されていることが好ましい。
続いて、連続的に被覆層２２の外周に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系インクからなる着色層２３を塗布して紫外線を照射して硬化させる。
【００２３】
このように、吸水性ポリマー分散液４２を塗布する工程は、着色層２３となる着色インクを塗布して硬化させる着色工程において行うことができる。すなわち、着色インクを塗布する直前に、着色装置に設置したインクジェットプリンタ装置によって吸水性ポリマー分散液４２を噴射して塗布し、その後、連続して着色層２３を塗布硬化させる。このとき、吸水性ポリマー分散液４２を塗布してから着色層２３の塗布までに吸水性ポリマー分散液４２の溶剤を飛ばすために、吸水性ポリマー分散液４２の塗布後に温風を当てる等の強制乾燥を行ったり、着色層２３の塗布までの時間を確保するためにパスラインを長くすることが好ましい。
一方、既に吸収体１３を設けたものについて保管しておき、必要に応じて着色層２３を形成する工程のみを行うこともできる。
【００２４】
以上の工程を経て、浸水検知用光ファイバ着色心線１１には、被覆層２２と着色層２３との間に、複数の吸収体１３を有する吸収部１２が、長手方向に所定の間隔Ｐで間欠的に設けられる。吸収体１３の外周に着色層２３を塗布しても、着色層２３を介して外部から視認できるように、吸水性ポリマー分散液４２は、黒などの濃い色の色素を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１１：浸水検知用光ファイバ着色心線、１２：吸収部、１３：吸収体、２１：光ファイバ、２１ａ：コア、２１ｂ：クラッド、２２：被覆層、２２ａ：一次被覆層、２２ｂ：二次被覆層、２３：着色層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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