(57)【要約】【課題】  本発明は、光伝送損失の温度特性及び側圧特性の双方を適正化することのできる光ファイバ心線を提供することにある。【解決手段】  光ファイバ素線１３の外周面に合成樹脂製の被覆材１５を被覆して形成した光ファイバ心線１１であって、被覆材１５の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲としたものである。【選択図】  図１
2005284008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス製の光ファイバ素線と、
この光ファイバ素線の外周面を被覆した合成樹脂製の被覆材とを備えた光ファイバ心線であって、
前記被覆材の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲としたことを特徴とする光ファイバ心線。
【請求項２】
前記被覆材は、エラストマー系樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項３】
前記被覆材は、直径が９００μｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項４】
前記エラストマー系樹脂は、
ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーから選択された少なくとも一種であることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ心線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線の外周面を合成樹脂製の被覆材で被覆してなる光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光ファイバ心線は、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された光ファイバ心線１０１は、図７に示すように外径２５０μｍの光ファイバ素線１０３の外周面に、内層１０５と外層１０７とからなる２層の被覆層を設け、これら内層１０５及び外層１０７を紫外線硬化型樹脂から形成している。
【０００３】
ところで、上記光ファイバ心線は、実使用の際に光伝送損失に関わる温度特性を始め、人や物質など周囲から加えられる側圧特性を適正にしておくことが重要な要件になる。これら光伝送損失に関わる温度特性及び側圧特性を適正化するには、光ファイバ心線の構造や光ファイバ素線の外周に被覆される紫外線硬化型樹脂のヤング率を適正にする方法が考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１９４２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された光ファイバ心線は、被覆材である紫外線硬化型樹脂の曲げ弾性率を高くすれば側圧特性が上昇するものの、高くし過ぎた場合には低温において紫外線硬化型樹脂が収縮した際に光ファイバ素線に側圧を与え、光伝送損失を生じる。すなわち、曲げ弾性率を高くし過ぎた場合は、−４０℃のような低温になると、紫外線硬化型樹脂が著しく収縮し、光ファイバ素線にマイクロベンドを発生させ、光伝送損失が増加するという問題がある。
【０００５】
他方、被覆材である紫外線硬化型樹脂の曲げ弾性率を低くした場合には、低温及び高温における収縮及び膨張に対して追従するものの、側圧による光伝送損失を生じるという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、光伝送損失温度特性及び側圧特性の双方を適正化することのできる光ファイバ心線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、石英系の光ファイバ素線と、この光ファイバ素線の外周面を被覆した合成樹脂製の被覆材とを備えた光ファイバ心線であって、前記被覆材の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲としたことを要旨とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１記載の被覆材が、エラストマー系樹脂からなることを要旨とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記被覆材は、直径が９００μｍであることを要旨とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２記載のエラストマー系樹脂が、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーから選択された少なくとも一種であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、光ファイバ素線の外周面を被覆する合成樹脂製の被覆材の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲としたので、光伝送損失に関わる温度特性及び側圧特性の双方を適正化することができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、請求項１記載の被覆材をエラストマー系樹脂としたので、その曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲に容易に設定することができ、特に低温時でもさほど収縮せずに光ファイバ素線にマイクロベンドロスを発生させることなく、光伝送損失の増加を未然に防止することができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、請求項１記載の被覆材の直径を９００μｍとしたので、被覆材の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲に容易に設定することができる。
【００１４】
請求項４記載の本発明によれば、請求項２記載のエラストマー系樹脂は、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーから選択された少なくとも一種であるので、曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲に容易に設定することができ、特に低温時でもさほど収縮せずに光ファイバ素線にマイクロベンドを発生させることなく、光伝送損失の増加を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態における光ファイバ心線を示す断面図である。
【００１７】
図１に示す光ファイバ心線１１は、シングルモード（ＳＭ）型の通常使用される直径２５０μｍの光ファイバ素線１３の外周面に、ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）からなる被覆材としての被覆層１５を被覆して直径９００μｍ（０．９ｍｍ）とした構造である。
【００１８】
また、本実施の形態の光ファイバ心線１１は、被覆層１５の曲げ弾性率が４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲に設定されている。
【００１９】
ここで、被覆層１５の曲げ弾性率が４００ＭＰａ未満であると、低温及び高温における収縮及び膨張に対して追従するものの、側圧による光伝送損失を生じてしまう不具合がある。
【００２０】
一方、被覆層１５の曲げ弾性率が６００ＭＰａを超えると、低温時に被覆層１５が著しく収縮し、光ファイバ素線１３にマイクロベンドを発生させ、光伝送損失を増加させてしまうという不具合がある。
【００２１】
なお、本実施の形態は、被覆層１５の材料としてポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）を用いたが、これ以外にポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーから選択された少なくとも一種のエラストマー系樹脂であればよい。
【００２２】
次に、ＪＩＳ  Ｃ６８２１に示す側圧試験（一般的には圧壊試験という。）について図２を参照して説明する。図２は、圧壊試験装置を示す概略図である。図２に示すように、圧壊試験装置２１は、平坦な鋼板からなる基板２３と、光ファイバコードの試料２５と、この試料２５上に配置され試料２５に圧壊力を加える可動板２７と、この可動板２７上に載置されるおもり２９とを備えて構成されている。そして、可動板２７の幅は、１００ｍｍとし、試料２５である光ファイバコードに均一に圧壊力を加えるものとし、可動板２７の角は５ｍｍ以上の曲率半径で丸みが形成されている。
【００２３】
また、圧壊試験は図３に示す試験条件によって行われる。すなわち、図３に示すように、光ファイバ心線数が単心の場合には、圧壊力が５Ｎ／ｍｍ、印加時間が１分であり、光ファイバ心線数が２心の場合には、圧壊力が１０Ｎ／ｍｍ、印加時間が１分である。なお、上記圧壊力は、試料２５である光ファイバコードの長手方向に均一に、かつ徐々に加えられるようにする。また、光ファイバコードの断面が円形状でない場合は、短径方向に圧壊力を加える。
【００２４】
さらに、圧壊試験の最終測定は、試験後の光ファイバコードの、外観試験及び光学的な導通状態の確認を行う。
【００２５】
温度特性の試験は、ＩＥＣ  ７９３−１−ＤＣに基づいて−４０℃／＋８５℃の温度サイクルで実施した。
【００２６】
曲げ弾性率の測定は、ＡＳＴＭＤ７９０に基づいて実施した。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照して、光ファイバ心線１１の作用を説明する。
【００２８】
まず、直径２５０μｍの光ファイバ素線１３の外周面に、曲げ弾性率の異なるポリエステルエラストマーからなる被覆層１５を被覆して直径９００μｍとした光ファイバ心線１１を複数作製する。
【００２９】
次いで、これら曲げ弾性率の異なる被覆層１５を被覆したそれぞれの光ファイバ心線１１の光伝送損失に関わる温度特性及び側圧特性を評価し、適正な曲げ弾性率を得るため、種々の検討及び実験を重ねた。その結果を図４〜図６に示す。
【００３０】
図４は曲げ弾性率と温度特性との関係を示すグラフである。なお、図４において、光伝送損失は変動値が０．１〔ｄＢ／ｋｍ〕以下の曲げ弾性率であることが望ましい。
【００３１】
図４に示すように曲げ弾性率が８００ＭＰａの場合には、光伝送損失が０．１５〔ｄＢ／ｋｍ〕以上変動し、特に曲げ弾性率が１０００ＭＰａの場合には、光伝送損失が０．４５〔ｄＢ／ｋｍ〕以上変動して−４０℃／＋８５℃の温度サイクルに耐えることができない。
【００３２】
その点、曲げ弾性率が４００ＭＰａ，６００ＭＰａ、つまり４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲では、光伝送損失の変動値が０．１〔ｄＢ／ｋｍ〕以下であるので、光伝送損失温度特性を適正に維持することができる。
【００３３】
図５は曲げ弾性率と側圧特性との関係を示すグラフである。なお、図５において、側圧による光伝送損失変化が０．１〔ｄＢ／ｋｍ〕以下であって、側圧測定基準が４．９〔Ｎ／ｍｍ〕の曲げ弾性率であることが望ましい。この側圧測定基準が４．９〔Ｎ／ｍｍ〕とは、体重５０ｋｇ、足の幅が１００ｍｍの人が光ファイバ心線１１を踏みつけた際の側圧荷重である。
【００３４】
図５に示すように曲げ弾性率が４００ＭＰａ、６００ＭＰａ、８００ＭＰａ、１０００ＭＰａの場合には、側圧荷重が４．９〔Ｎ／ｍｍ〕以下において光伝送損失変化が０．１〔ｄＢ／ｋｍ〕以下であるので、側圧特性を適正に維持することができる。また、図示しないが、曲げ弾性率が４００ＭＰａ未満であると、低温及び高温における収縮及び膨張に対して追従するものの、側圧による光伝送損失を生じてしまう不具合がある。
【００３５】
したがって、図４及び図５の結果を図６に示すように曲げ弾性率が４００ＭＰａ、６００ＭＰａのポリエステルエラストマーからなる被覆層１５を被覆した光ファイバ心線１１では、○で示すように光伝送損失に関わる温度特性及び側圧特性の双方を適正化することができるものの、曲げ弾性率が４００ＭＰａ未満の場合には、側圧による光伝送損失を生じてしまう不具合があり、６００ＭＰａを超えた８００ＭＰａ、１０００ＭＰａの場合には、×で示すように低温時に被覆層１５が著しく収縮し、光ファイバ素線１３にマイクロベンドを発生させ、光伝送損失を増加させてしまうという不具合が発生することが判明した。
【００３６】
このように本実施の形態では、光ファイバ心線１１の被覆層１５の曲げ弾性率が４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲であれば、光ファイバ心線１１の光伝送損失に関わる温度特性及び側圧特性の双方を適正化することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、被覆層１５の材料としてポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）を用いたが、これ以外にポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマーから選択された少なくとも一種のエラストマー系樹脂としたので、被覆層１５の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲に容易に設定することができ、特に低温時でもさほど収縮せずに光ファイバ素線にマイクロベンドを発生させることなく、光伝送損失の増加を未然に防止することができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態では、被覆材１５の直径を９００μｍとしたので、被覆材１５の曲げ弾性率を４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲に容易に設定することができる。
【００３９】
（実施例）
以下、本発明を、図４〜図６に示す実施例により具体的に説明するものの、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４０】
実施例は、被覆材１５の直径を９００μｍとした場合であり、曲げ弾性率をパラメータとした光伝送損失と温度との関係を示す図４において、被覆材１５の曲げ弾性率が８００ＭＰａの場合には、光伝送損失が０．１５〔ｄＢ／ｋｍ〕以上変動し、特に曲げ弾性率が１０００ＭＰａの場合には、光伝送損失が０．４５〔ｄＢ／ｋｍ〕以上変動して−４０℃／＋８５℃の温度サイクルに耐えることができず、使用環境温度が−２０℃／＋６０℃の温度サイクルに限定されてしまうことになる。
【００４１】
一方、被覆材１５の曲げ弾性率が４００ＭＰａ，６００ＭＰａ、つまり４００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の範囲では、光伝送損失の変動値が０．１〔ｄＢ／ｋｍ〕以下であるので、光伝送損失の温度特性を適正に維持することができる。
【００４２】
曲げ弾性率と側圧特性との関係を示す図５において、被覆材１５の曲げ弾性率が４００ＭＰａ、６００ＭＰａ、８００ＭＰａ、１０００ＭＰａの場合には、側圧荷重が４．９〔Ｎ／ｍｍ〕以下において光損失変化が０．１〔ｄＢ〕以下であるので、側圧特性を適正に維持することができる。また、図示しないが、曲げ弾性率が４００ＭＰａ未満であると、低温及び高温における収縮及び膨張に対して追従するものの、側圧による光伝送損失を生じてしまう不具合がある。
【００４３】
したがって、図６に示すように曲げ弾性率が４００ＭＰａ、６００ＭＰａのポリエステルエラストマーからなる被覆層１５を被覆した光ファイバ心線１１では、○で示すように光伝送損失の温度特性及び側圧特性の双方を適正化することができるものの、曲げ弾性率が４００ＭＰａ未満の場合には、側圧による光伝送損失を生じてしまう不具合があり、６００ＭＰａを超えた８００ＭＰａ、１０００ＭＰａの場合には、×で示すように低温時に被覆層１５が著しく収縮し、光ファイバ素線１３にマイクロベンドを発生させ、光伝送損失を増加させてしまうという不具合を発生することが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態における光ファイバ心線を示す断面図である。
【図２】圧壊試験装置を示す概略図である。
【図３】圧壊試験の試験条件を示す説明図である。
【図４】実施例の曲げ弾性率と温度特性との関係を示すグラフである。
【図５】実施例の曲げ弾性率と側圧特性との関係を示すグラフである。
【図６】実施例の温度特性と側圧特性の結果を示す説明図である。
【図７】従来の光ファイバ心線を示す断面図である。
【図１】
2005284008.tif 000003
【図２】
2005284008.tif 000004
【図３】
2005284008.tif 000005
【図４】
2005284008.tif 000006
【図５】
2005284008.tif 000007
【図６】
2005284008.tif 000008
【図７】
2005284008.tif 000009