JP2002214492A - 難燃性光ファイバテープ心線とその製造方法 - Google Patents
難燃性光ファイバテープ心線とその製造方法Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
25以上であるといえる。
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。
伸び率が100%以上必要であるといえる。
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。
ープ心線の断面図である。
ープ心線の断面図である。
ープ心線の断面図である。
とを示す図である。
明する図である。
略を示す図である。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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