JP2002214492A - 難燃性光ファイバテープ心線とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外形寸法を増加させず、また、伝送特性を損
なうことなく、光ファイバテープ心線の難燃化を図る。 【解決手段】 複数本の光ファイバ素線１１を平行に配
列して、一括被覆１２によりテープ化される光ファイバ
テープ心線１０であって、一括被覆１２が酸素指数２５
以上の難燃性の熱可塑性樹脂により形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などに使用
される光ファイバテープ心線に関し、特に難燃性を有す
る光ファイバテープ心線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の光ファイバ通信の発展と需要拡大
に伴い、局内、構内、その他の各種情報装置で光ファイ
バが多用され、配線スペースの省力化、配線の容易化か
ら多心光ファイバの使用が増加している。また、省スペ
ース化の点から光ファイバの細径化とともに、火災防止
の点から難燃化する要求されるようになってきている。

【０００３】多心光ファイバとしては、一般的には、光
ファイバテープ心線または抗張力体を縦添えした光ファ
イバテープコードが使用されている。光ファイバテープ
心線は、ガラス光ファイバの線引直後に一次被覆または
ニ次被覆により被覆された複数本の光ファイバ素線を、
一列に並べて一括被覆によりテープ化されている。ま
た、光ファイバテープコードは、光ファイバテープ心線
にアラミド繊維等の抗張力体を縦添えして外部被覆で一
体化して形成されている。

【０００４】光ファイバ素線の被覆は、紫外線硬化型の
ウレタンアクリレート等の樹脂が用いられ、一括被覆も
同じく紫外線硬化型のウレタンアクリレート系、エポキ
シアクリレート系樹脂が用いられている。これらの、紫
外線硬化型のアクリレート系樹脂は、燃えやすい性質を
有している。したがって、火災発生の場合は火災延焼を
拡大する一因ともなっている。

【０００５】従来、難燃性の光ファイバとして、光ファ
イバテープ心線に抗張力体を縦添えした光ファイバテー
プコードが知られている（特開平１１−７２６６９号公
報参照）。この従来技術では、光ファイバテープ心線の
外側を覆う外部被覆を難燃性の樹脂で形成するというも
のである。しかし、情報機器や光ファイバケーブルで使
用される光ファイバは、細径化のため光ファイバテープ
心線の形で用いられることが多い。光ファイバテープ心
線に光ファイバテープコードのように難燃化した外部被
覆を設けると、心線断面積が大幅に増加するので、この
ため、光ファイバテープ心線自体での難燃化が望まれて
いる。

【０００６】また、電線等の分野では、その絶縁被覆に
難燃剤を添加した絶縁樹脂を用いて難燃絶縁電線とする
ことが知られている。しかし、光ファイバの分野では、
被覆樹脂の密着性や物理特性により伝送損失が大きく影
響するため、単に被覆樹脂に難燃剤を添加すると光伝送
特性等を損なうことがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、光ファイバテープ心線の外
形寸法を増加させることなく、また、伝送特性等を損な
うことなく、光ファイバテープ心線の難燃化を図ること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の難燃性光ファイ
バテープ心線は、複数本の光ファイバ素線を平行に配列
して、一括被覆によりテープ化される光ファイバテープ
心線であって、一括被覆が酸素指数２５以上の難燃性の
熱可塑性樹脂により形成されていることを特徴とする。
また、本発明の他の難燃性光ファイバテープ心線は、一
括被覆が２層で形成され、１層目被覆が紫外線硬化型樹
脂で形成され、２層目被覆が酸素指数２５以上の難燃性
の熱可塑性樹脂により形成されていることを特徴とす
る。

【０００９】本発明の難燃性光ファイバテープ心線の製
造方法は、複数本の光ファイバ素線を平行に配列して、
一括被覆によりテープ化される光ファイバテープ心線の
製造方法であって、光ファイバ素線を予熱した後に、酸
素指数２５以上の難燃性の熱可塑性樹脂によりタイト構
造で一括被覆することを特徴とする。また、本発明の他
の難燃性光ファイバテープ心線の製造方法は、２層の一
括被覆によりテープ化される光ファイバテープ心線の製
造方法であって、一括被覆の１層目被覆を紫外線硬化型
の樹脂で形成した後、引続き２層目被覆を酸素指数２５
以上の難燃性の熱可塑性樹脂によりタイト構造で形成す
ることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図により説
明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示し、図
中、１０は光ファイバテープ心線、１１は光ファイバ素
線、１２は一括被覆を示す。光ファイバ素線１１は、公
称外径１２５μｍのガラス光ファイバ１１ａを紫外線硬
化型樹脂による一次被覆層１１ｂと、着色剤を添加した
紫外線硬化型樹脂による二次被覆層１１ｃで被覆し、被
覆外径ｄが０．２５ｍｍ程度になるように形成されたも
のである。

【００１１】光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ
素線１１を複数本密着状態で平行に一列に並べ、一括被
覆１２により被覆してテープ化したもので、心線厚みｔ
を例えば、０．３１ｍｍ程度、４心の光ファイバで心線
幅ｗを例えば、１．１ｍｍ程度になるように形成したも
のである。一括被覆１２は、従来は紫外線硬化型の樹脂
で形成しているが、本発明では難燃性の熱可塑性樹脂ま
たは難燃剤を添加した熱可塑性樹脂で形成する。

【００１２】図２は第２の実施の形態を示し、図１の一
括被覆１２を２層で形成したものである。この実施の形
態では、光ファイバ素線１１は、図１と同様のものが用
いられる。この一括被覆の１層目被覆１２ａは、２層目
被覆１２ｂの形成に際して、偏肉の発生抑制と成型を容
易にすることを可能とするものである。１層目被覆１２
ａは、従来と同様に非難燃性の紫外線硬化型樹脂で形成
し、２層目被覆１２ｂを難燃性の熱可塑性樹脂または難
燃剤を添加した熱可塑性樹脂で形成する。この図２で
は、図１の実施の形態と比べて、多少厚みは増加する
が、紫外線硬化型樹脂による１層目被膜１２ａを薄く形
成し、心線厚みｔおよび心線幅ｗを、図１と同程度にな
るように形成することも可能である。

【００１３】図３は第３の実施の形態を示し、図２の一
括被覆１２の１層目被覆１２ａを隣接する光ファイバ素
線間の間隙のみを埋める程度に、テープ化される厚み面
ですり切り状態で形成したものである。１層目被覆１２
ａをすり切り形状とすることで、心線厚みを従来と同程
度とすることができ、または、２層目被覆１２ｂは、１
層目被覆の厚み分だけ厚くした難燃性樹脂で形成するこ
とができ、難燃性をより高めることができる。

【００１４】一括被覆１２は、ベース樹脂自体が既に難
燃性を備えているもの、または難燃剤の添加により難燃
性とするもの、あるいは難燃性のベース樹脂にさらに難
燃剤を添加して難燃性を高めた樹脂が用いられる。具体
的には、ベース樹脂として、ポリエチレン樹脂、ポリア
ミド樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹
脂や熱可塑性エラストマー樹脂を用いることができる。
これに添加される難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、
水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムの水和系難燃
剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、窒素含有化合
物難燃剤、その他無機系難燃剤がある。

【００１５】これらの熱可塑性のベース樹脂に難燃剤を
添加して、図１〜図３に示すような一括被覆１２を形成
すると、製造後に被覆の収縮と、被覆成形時の偏肉によ
りガラス光ファイバに蛇行が生じる場合がある。これを
防止するには、難燃性一括被覆の弾性率が以下の条件を
満たす必要がある。

【００１６】ε＝［Ｅ₂ Ｓ₂ ／（Ｅ₁ Ｓ₁ ＋Ｅ
₂ Ｓ₂ ）］×ε₂ ＜０．３ 但し、 Ｅ₁ ：ガラス光ファイバの弾性率 Ｅ₂ ：難燃性一括被覆の弾性率 Ｓ₁ ：ガラス光ファイバの総断面積 Ｓ₂ ：難燃性一括被覆の総断面積 ε₂ ：難燃性一括被覆の内部残留歪 ε：ガラス光ファイバに加わる歪

【００１７】ここで、弾性率Ｅ₁およびＥ₂は、常温（２
３℃）における弾性率とする。また、難燃性一括被覆は
厳密には弾性体でないため正確ではないが、弾性率Ｅ₂
は、図４に示す難燃性一括被覆のＳ−Ｓ曲線（Ｓｔｒｅ
ｓｓ−Ｓｔｒａｉｎ）による伸び０．１％での値とす
る。

【００１８】次に、本発明による難燃性光ファイバテー
プ心線の製造方法を図５により説明する。図５（Ａ）
は、図１の光ファイバテープ心線の製造方法の例を示
し、図５（Ｂ）は、図２および図３の光ファイバテープ
心線の製造方法の例を示す。図中、１０は光ファイバテ
ープ心線、１１は光ファイバ素線、２１は光ファイバ素
線供給リール、２２は集線装置、２３はタルク塗布装
置、２４はヒータ、２５は難燃性樹脂被覆用クロスヘッ
ド、２６はキャプスタン、２７は巻取りリール、２８は
紫外線硬化型樹脂被覆用クロスヘッド、２９は紫外線照
射装置を示す。

【００１９】図５（Ａ）は、複数本の光ファイバ素線１
１を難燃性樹脂で直接一括被覆する製造方法の例であ
る。先ず、複数本の光ファイバ素線１１がそれぞれ供給
リール２１から繰出され、集線装置２２で一列に密着す
るようにして整列される。次いで必要に応じて難燃性樹
脂との適度な密着を得るためにタルク塗布装置２３でタ
ルクを塗布する。この後、ヒータ２４で光ファイバ素線
１１を予熱して被覆表面を滑らかにしておく。これによ
り、一括被覆樹脂との密着性がよくなり、製造後の伝送
損失増を抑制することができる。

【００２０】続いて、難燃性樹脂が供給されるクロスヘ
ッド２５でにより、一括被覆を所定の形状と寸法で成形
し、光ファイバテープ心線１０とする。一括被覆は、冷
却（図示せず）されて硬化された後、キャプスタン２６
を経て巻取りリール２７により巻取り収納される。な
お、光ファイバ素線１１には、難燃性樹脂の硬化後の収
縮を考慮して、＋０．３％程度の引張り歪を与えておく
ことにより、製造後の圧縮歪の発生を小さく抑えること
ができる。

【００２１】図５（Ｂ）は、複数本の光ファイバ素線を
予め紫外線硬化型樹脂による薄い１層目の一括被覆で、
光ファイバ素線１１を整列一体化した後に、難燃性樹脂
で１層目より厚く一括被覆する製造方法の一例である。
光ファイバ素線１１を予め整列一体化しておくことによ
り、２層目の一括被覆成型が容易となる。先ず、光ファ
イバ素線１１を集線装置２２で一列に密着するようにし
て整列させることは、図５（Ａ）と同じである。この
後、紫外線硬化型樹脂が供給されるクロスヘッド２８で
１層目の一括被覆を成形し、紫外線照射装置２９により
ある程度硬化させてテープ化する。

【００２２】この後、引続いて難燃性樹脂が供給される
クロスヘッド２５により、２層目の一括被覆を図５
（Ａ）の場合と同様に所定の形状と寸法で成形して、光
ファイバテープ心線１０とする。一括被覆は、冷却（図
示せず）されて硬化された後、キャプスタン２６を経て
巻取りリール２７により巻取り収納される。なお、２層
目の一括被覆の成形は、１層目の一括被覆の表面温度が
高い状態で行なわれるので、この場合、図５（Ａ）で行
なったタルク塗布やヒータによる加熱は不要となる。ま
た、光ファイバ素線１１に、引張り歪を与えておくこと
は、同様である。

【００２３】図６は、本発明で使用する被覆整形用のク
ロスヘッドの例を示す。クロスヘッドでの被覆形態には
ルース構造とタイト構造があるが、１層目および２層目
ともタイト構造で被覆成形するのが望ましい。このた
め、図５のクロスヘッド２５および２８には、図６よう
にニップル３１の先端がダイ３０の端部より内側に位置
した形状のものを用いる。また、図３の１層目の被覆
は、ダイ３０の開口部を高精度で形成したものを用い
る。なお、図２および図３の２層目は、ルース構造で形
成してもよいが、難燃性樹脂の成型歪みを低減するに
は、タイト構造の方が望ましい。

【００２４】次に、本発明の具体例について説明する。
光ファイバテープ心線の一括被覆は、図１の形態で形成
した。光ファイバ素線１１には、紫外線硬化型のウレタ
ンアクリレート樹脂の被覆表面を着色樹脂で被覆し、被
覆外径ｄがほぼ０．２５ｍｍのものを用いた。一括被覆
には、ポリエチレン樹脂をベース樹脂として、これに難
燃剤として水酸化マグネシウムを添加した難燃性樹脂を
使用した。一括被覆成型後の光ファイバテープ心線厚さ
ｔを０．３１ｍｍ、テープ幅ｗを１．１ｍｍとした。

【００２５】上述の具体例における難燃性樹脂として、
残留伸び率が１２０％で、酸素指数（ＯＩ）値が２０〜
３０（ベース樹脂と難燃剤の混合比率により調整）のも
のを用意し、この難燃性樹脂で一括被覆した光ファイバ
テープ心線の難燃性を評価した。なお、酸素指数とは、
材料が自然燃焼するときの酸素濃度で、例えば、ＯＩ３
０とは酸素濃度３０％（残り約７０％が窒素）をいう。
評価は、ＪＩＳ３００５の水平試験による自己消火性で
行ない、この結果を、次の表１示す。

【００２６】

【表１】 この結果から、十分な難燃性を得るには、酸素指数値が
２５以上であるといえる。

【００２７】また、上述の具体例における難燃性樹脂と
して、酸素指数が３０で、残留伸び率が６０〜１２０％
のものを用意し、この難燃性樹脂で一括被覆した光ファ
イバテープ心線の機械的強度を評価した。評価は、振動
試験後の一括被覆の割れ発生の有無で行ない、この結果
を、次の表２に示す。なお、振動試験は、振動数２０Ｈ
ｚ、振幅±５ｍｍ、固定間隔１ｍ、振動回数１００万回
とした。

【００２８】

【表２】 この結果から、十分な機械的強度を確保するには、残留
伸び率が１００％以上必要であるといえる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、断面の形状、寸法の増加を抑制し細径化して
光ファイバテープ心線自体の難燃化を図ることができ、
また、一括被覆に難燃性樹脂を用いても、機械的強度を
損なわず、歪みの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す光ファイバテ
ープ心線の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す光ファイバテ
ープ心線の断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す光ファイバテ
ープ心線の断面図である。

【図４】難燃性樹脂のＳ−Ｓ曲線から弾性率を求めるこ
とを示す図である。

【図５】本発明の光ファイバテープ心線の製造方法を説
明する図である。

【図６】本発明の製造方法で使用するクロスヘッドの概
略を示す図である。

【符号の説明】

１０…光ファイバテープ心線、１１…光ファイバ素線、
１１ａ…ガラス光ファイバ、１１ｂ…一次被覆層、１１
ｃ…二次被覆層、１２…一括被覆、１２ａ…１層目被
覆、１２ｂ…２層目被覆、２１…光ファイバ素線供給リ
ール、２２…集線装置、２３…タルク塗布装置、２４…
ヒータ、２５…難燃性樹脂被覆用クロスヘッド、２６…
キャプスタン、２７…巻取りリール、２８…紫外線硬化
型樹脂被覆用クロスヘッド、２９…紫外線照射装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバ素線を平行に配列し
   て、一括被覆によりテープ化される光ファイバテープ心
   線であって、前記一括被覆が酸素指数２５以上の難燃性
   の熱可塑性樹脂により形成されていることを特徴とする
   難燃性光ファイバテープ心線。
2. 【請求項２】 前記一括被覆が２層の被覆で形成され、
   １層目被覆が紫外線硬化型の樹脂で形成され、２層目被
   覆が前記難燃性の熱可塑性樹脂で形成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の難燃性光ファイバテープ心
   線。
3. 【請求項３】 前記１層目被覆が、前記複数本の光ファ
   イバ素線間の間隙のみを埋めるようにテープ化される厚
   み面ですり切り状態で形成されていることを特徴とする
   請求項２に記載の難燃性光ファイバテープ心線。
4. 【請求項４】 前記難燃性の熱可塑性樹脂のベース樹脂
   は、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、
   塩化ビニル樹脂のいずれかから選択され、前記ベース樹
   脂に添加される難燃剤は、ハロゲン系難燃剤、水和系難
   燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、窒素含有化
   合物難燃剤、無機系難燃剤のいずれかから選択されてい
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
   の難燃性光ファイバテープ心線。
5. 【請求項５】光ファイバテープ心線のガラス光ファイバ
   の弾性率をＥ₁ 、ガラス光ファイバの総断面積Ｓ₁ 、難
   燃性一括被覆の弾性率Ｅ₂ 、難燃性一括被覆の総断面積
   をＳ₂ 、難燃性一括被覆の内部残留歪ε₂ 、としたと
   き、 ［Ｅ₂ Ｓ₂ ／（Ｅ₁ Ｓ₁ ＋Ｅ₂ Ｓ₂ ）］×ε₂ ＜０．３ の条件を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   か１項に記載の難燃性光ファイバテープ心線。
6. 【請求項６】 前記難燃性一括被覆の残留伸び率が１０
   ０％以上であることを特徴とする請求項５に記載の難燃
   性光ファイバテープ心線。
7. 【請求項７】 複数本の光ファイバ素線を平行に配列し
   て、一括被覆によりテープ化される光ファイバテープ心
   線の製造方法であって、前記光ファイバ素線を予熱した
   後に、酸素指数２５以上の難燃性の熱可塑性樹脂により
   タイト構造で一括被覆することを特徴とする難燃性光フ
   ァイバテープ心線の製造方法。
8. 【請求項８】 複数本の光ファイバ素線を平行に配列し
   て、２層の一括被覆によりテープ化される光ファイバテ
   ープ心線の製造方法であって、前記一括被覆の１層目被
   覆を紫外線硬化型の樹脂で形成した後、引続き２層目被
   覆を酸素指数２５以上の難燃性の熱可塑性樹脂によりタ
   イト構造で一括被覆を形成することを特徴とする難燃性
   光ファイバテープ心線の製造方法。