JP2022026346A

JP2022026346A - Optical fiber cable and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP2022026346A
Application number: JP2020129759A
Authority: JP
Inventors: 哲司吉川; Tetsuji Yoshikawa; 健一牟田; Kenichi Muta; 慧長谷川; Satoshi Hasegawa
Original assignee: SHINKO GIKEN KK
Current assignee: SHINKO GIKEN KK
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: WO2022024448A1; JP6851102B1

Abstract

To provide an optical fiber cable which can contribute to suppression in variation of transmission loss even at 1,000°C or higher while preventing breakage during storage, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: An optical fiber cable 1 includes a linearly extending optical fiber 10, a substrate layer 20 which is covered with an outer peripheral surface of the optical fiber and is obtained by curing a resin, and a coating layer 30 which is covered with an outer peripheral surface of the substrate layer and contains ceramic particles and a binder, in which a thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光ファイバケーブル及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber cable and a method for manufacturing the same.

可撓性を有しつつ高温下でも使用可能な光ファイバケーブルとして、金属コーティング光ファイバケーブル、セラミックスコーティング光ファイバケーブル、シリカ系コーティング光ファイバケーブルがある。 Optical fiber cables that are flexible and can be used even at high temperatures include metal-coated optical fiber cables, ceramic-coated optical fiber cables, and silica-based coated optical fiber cables.

金属コーティング光ファイバケーブルとして、例えば、特許文献１には、光ファイバと、該光ファイバの表面に電解メッキ或いは無電解メッキにより金属をコーティングすると共にこれを不活性雰囲気で熱処理を施した金属層とを備えたものが開示されている。特許文献１に記載の光ファイバケーブルによれば、高温下、或いは高温サイクル下でも伝送損失が増加したり強度が低下したりすることがないようにすることができるとされている。また、特許文献２には、光ファイバの外周面に形成された金属膜の外周面に、ケイ素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜を形成したものが開示されている。特許文献２に記載の光ファイバケーブルによれば、金属膜がシリカミクロ多孔体膜により光ファイバに押圧される結果、密着度が上がり、優れた引張強度が得られる、とされている。 As a metal-coated optical fiber cable, for example, Patent Document 1 describes an optical fiber and a metal layer obtained by coating the surface of the optical fiber with metal by electrolytic plating or electroless plating and heat-treating the optical fiber in an inert atmosphere. Is disclosed. According to the optical fiber cable described in Patent Document 1, it is possible to prevent the transmission loss from increasing or the strength from decreasing even under a high temperature or a high temperature cycle. Further, Patent Document 2 discloses a silica microporous film containing silicon as a main component formed on the outer peripheral surface of a metal film formed on the outer peripheral surface of an optical fiber. According to the optical fiber cable described in Patent Document 2, as a result of the metal film being pressed against the optical fiber by the silica microporous film, the degree of adhesion is increased and excellent tensile strength can be obtained.

セラミックスコーティング光ファイバケーブルとして、例えば、特許文献３には、光ファイバを、バインダを含む粉末セラミックスからなる保護層で被覆してなるものが開示されている。特許文献３記載の光ファイバケーブルによれば、緩衝機能及び保護機能を損なわず、高温に耐えることができ、しかも敷設断面積を極めて小さくすることができるとされている。 As a ceramic-coated optical fiber cable, for example, Patent Document 3 discloses an optical fiber coated with a protective layer made of powdered ceramics containing a binder. According to the optical fiber cable described in Patent Document 3, it is said that the optical fiber cable can withstand high temperatures without impairing the cushioning function and the protective function, and the laying cross section can be made extremely small.

シリカ系コーティング光ファイバケーブルとして、例えば、特許文献４には、光ファイバの外周面に、ケイ素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜を形成したものが開示されている。また、特許文献５には、光ファイバの外周面に形成されたシリカミクロ多孔体膜の外周面に金属皮膜を形成したものが開示されている。さらに、特許文献６には、光ファイバの外周面に形成されたシリカミクロ多孔体膜の外周面に樹脂皮膜を形成したものが開示されている。特許文献４～６に記載の光ファイバケーブルによれば、耐熱性に優れ、高温環境下でも使用できるとされている。 As a silica-based coated optical fiber cable, for example, Patent Document 4 discloses a cable in which a silica microporous material film containing silicon as a main component is formed on the outer peripheral surface of the optical fiber. Further, Patent Document 5 discloses a silica microporous film formed on the outer peripheral surface of an optical fiber in which a metal film is formed on the outer peripheral surface. Further, Patent Document 6 discloses a silica microporous film formed on the outer peripheral surface of an optical fiber in which a resin film is formed on the outer peripheral surface. According to the optical fiber cables described in Patent Documents 4 to 6, it is said that they have excellent heat resistance and can be used even in a high temperature environment.

特開平１０－３００９９７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-300997 特開２００６－３４９９４１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-349941 特開平１０－１８６１９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-186193 特開２００６－４７９３３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-47933 特開２００６－６４７９２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-64792 特開２００６－９８４６２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-98462

以下の分析は、本願発明者により与えられる。 The following analysis is given by the inventor of the present application.

近年、燃料電池の分野では、発電効率を高めるためＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell；固体酸化物形燃料電池）の開発が進められており、８００℃以上での水蒸気の濃度の測定が求められている。また、焼却炉の分野では、廃棄物を８００℃以上で焼却することが義務づけられており、８００℃以上での水蒸気や二酸化炭素の濃度の測定が求められている。水蒸気や二酸化炭素の濃度は、光ファイバケーブルを用いて赤外吸収分光法により測定することができる。燃料電池や焼却炉の分野で光ファイバケーブルを用いて赤外吸収分光法により水蒸気や二酸化炭素の濃度を測定するには、１０００℃以上の耐熱性を有する光ファイバケーブルを用いることが望まれる。 In recent years, in the field of fuel cells, the development of SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) has been promoted in order to improve power generation efficiency, and it is required to measure the concentration of water vapor at 800 ° C. or higher. .. Further, in the field of incinerators, it is obligatory to incinerate waste at 800 ° C. or higher, and it is required to measure the concentration of water vapor or carbon dioxide at 800 ° C. or higher. The concentration of water vapor or carbon dioxide can be measured by infrared absorption spectroscopy using an optical fiber cable. In the field of fuel cells and incinerators, in order to measure the concentration of water vapor or carbon dioxide by infrared absorption spectroscopy using an optical fiber cable, it is desirable to use an optical fiber cable having a heat resistance of 1000 ° C. or higher.

しかしながら、特許文献１、２に記載の金属コーティング光ファイバケーブルを１０００℃以上にすると、金属の熱膨張係数と光ファイバの熱膨張係数との差によりマイクロベンドが発生し、伝送損失が増加する可能性がある。 However, when the temperature of the metal-coated optical fiber cable described in Patent Documents 1 and 2 is 1000 ° C. or higher, microbend may occur due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the metal and the coefficient of thermal expansion of the optical fiber, and the transmission loss may increase. There is sex.

光ファイバの伝達特性や機械特性を考慮すると、光ファイバのコーティング材として、光ファイバに用いられる石英の熱膨張係数に近いセラミックス系（ジルコニア系、アルミナ系、チタニア系等）又はシリカ系コーティング材が好適であるようにも見える。 Considering the transmission characteristics and mechanical characteristics of optical fibers, ceramic-based (zirconia-based, alumina-based, titania-based, etc.) or silica-based coating materials that are close to the coefficient of thermal expansion of quartz used in optical fibers are used as the coating materials for optical fibers. It also looks like it is suitable.

しかしながら、セラミックス系コーティング材を用いている特許文献３に記載のセラミックスコーティング光ファイバケーブルや、特許文献４～６に記載のシリカ系コーティング光ファイバケーブルでは、乾燥（バインダの縮合、シリコンアルコキシドの縮合）によるセラミックスコーティング層やシリカミクロ多孔体膜の体積収縮力が直接的に光ファイバに作用してマイクロベンドが発生するので、光ファイバケーブルを製造してから敷設するまでに伝送損失が増加する可能性がある。また、光ファイバがバインダやシリカミクロ多孔体膜で直接的に覆われていると、水分等のしみ込みによるグリフィスフロー（光学的にとらえることができない光ファイバの破断原因と考えられている微細な傷）の成長があるので、光ファイバケーブルを製造してから敷設するまでの保存中に破断する可能性がある。 However, the ceramic-coated optical fiber cable described in Patent Document 3 and the silica-based coated optical fiber cable described in Patent Documents 4 to 6 using a ceramic-based coating material are dried (condensation of binder, condensation of silicon alkoxide). Since the volume shrinkage force of the ceramic coating layer or silica microporous film directly acts on the optical fiber to generate microbend, the transmission loss may increase from the time the optical fiber cable is manufactured to the time it is laid. There is. In addition, if the optical fiber is directly covered with a binder or a silica microporous film, the griffith flow due to the penetration of moisture or the like (fine particles that are considered to be the cause of breakage of the optical fiber that cannot be captured optically). Due to the growth of scratches), it may break during storage from the manufacture of the fiber optic cable to its laying.

本発明の主な課題は、保存中の破断を防止しつつ１０００℃以上にしても伝送損失の変動を抑えることに貢献することができる光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することである。 A main object of the present invention is to provide an optical fiber cable and a method for manufacturing the same, which can contribute to suppressing fluctuations in transmission loss even at 1000 ° C. or higher while preventing breakage during storage.

第１の視点に係る光ファイバケーブルは、線状に延在する光ファイバと、前記光ファイバの外周面に被覆されるとともに、樹脂が硬化した下地層と、前記下地層の外周面に被覆されるとともに、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層と、を備え、前記コーティング層の厚さは、１μｍ以上かつ２０μｍ未満である。 The optical fiber cable according to the first viewpoint is coated on an optical fiber extending linearly, an outer peripheral surface of the optical fiber, a base layer on which a resin is cured, and an outer peripheral surface of the base layer. In addition, a coating layer containing ceramic particles and a binder is provided, and the thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm.

第２の視点に係る光ファイバケーブルの製造方法は、線状に延在する光ファイバの外周面に、樹脂を硬化した下地層を形成する工程と、前記下地層の外周面に、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層を形成する工程と、加熱処理して前記バインダを硬化する工程と、を含み、前記コーティング層の厚さは、前記バインダが硬化した後において１μｍ以上かつ２０μｍ未満である。 The method for manufacturing an optical fiber cable according to the second viewpoint is a step of forming a resin-cured base layer on the outer peripheral surface of an optical fiber extending linearly, and ceramic particles and ceramic particles on the outer peripheral surface of the base layer. The thickness of the coating layer includes a step of forming a coating layer containing a binder and a step of curing the binder by heat treatment, and the thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm after the binder is cured.

前記第１、２の視点によれば、保存中の破断を防止しつつ１０００℃以上にしても伝送損失の変動を抑えることに貢献することができる。 From the first and second viewpoints, it is possible to contribute to suppressing fluctuations in transmission loss even at 1000 ° C. or higher while preventing breakage during storage.

実施形態に係る光ファイバケーブルの構成を模式的に示した拡大断面図である。It is an enlarged sectional view schematically showing the structure of the optical fiber cable which concerns on embodiment. 実施形態に係る光ファイバケーブルの製造装置の一例を模式的に示したイメージ図である。It is an image diagram schematically showing an example of the manufacturing apparatus of the optical fiber cable which concerns on embodiment. 実施形態に係る光ファイバケーブルの製造方法の一例を模式的に示したフローチャート図である。It is a flowchart which showed typically an example of the manufacturing method of the optical fiber cable which concerns on embodiment. 実施例及び比較例の外観を示した写真であり、（Ａ）比較例１～５の写真、（Ｂ）実施例１、２の写真である。It is a photograph showing the appearance of Examples and Comparative Examples, (A) photographs of Comparative Examples 1 to 5, and (B) photographs of Examples 1 and 2. 実施例１の５００℃加熱処理前後の外観の変化を示した写真であり、（Ａ）５００℃加熱処理前の写真、（Ｂ）５００℃加熱処理後の写真である。It is a photograph showing the change of appearance before and after the 500 ° C. heat treatment of Example 1, (A) the photograph before the 500 ° C. heat treatment, and (B) the photograph after the 500 ° C. heat treatment. 実施例１の５００℃加熱処理前のＸ線回折パターンとα－アルミナ単体のＸ線回折パターンのピーク位置との関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the X-ray-diffraction pattern before the heat treatment of 500 degreeC of Example 1 and the peak position of the X-ray-diffraction pattern of α-alumina alone. 実施例１の５００℃加熱処理後のＸ線回折パターンとα－アルミナ単体のＸ線回折パターンのピーク位置との関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the X-ray-diffraction pattern after the heat treatment of 500 degreeC of Example 1 and the peak position of the X-ray-diffraction pattern of α-alumina alone. 光ファイバケーブルの可撓性シミュレーションのモデルのイメージ図である。It is an image diagram of the model of the flexibility simulation of the optical fiber cable. 光ファイバケーブルの可撓性シミュレーションおいて荷重、光ファイバ直径及びコーティング層厚に変動させて撓み量を計算したとき結果を示したグラフである。It is a graph which showed the result when the bending amount was calculated by changing the load, the optical fiber diameter and the coating layer thickness in the flexibility simulation of an optical fiber cable. 光ファイバケーブルの耐熱性試験のイメージ図である。It is an image diagram of the heat resistance test of an optical fiber cable. 実施例に係る光ファイバケーブルの耐熱性試験による光出力変化量と温度との関係を示したグラフである。It is a graph which showed the relationship between the amount of change of an optical output by the heat resistance test of the optical fiber cable which concerns on an Example, and the temperature.

以下、実施形態について説明する。なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。また、下記の実施形態は、あくまで例示であり、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described. It should be noted that the reference numerals to the drawings in the present application are provided solely for the purpose of assisting understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments. Further, the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention.

実施形態に係る光ファイバケーブルついて、図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係る光ファイバケーブルの構成を模式的に示した拡大断面図である。 The optical fiber cable according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of the optical fiber cable according to the first embodiment.

光ファイバケーブル１は、離れた場所に光信号を伝送するファイバ状（繊維状）のケーブルである（図１参照）。光ファイバケーブル１は、光ファイバ１０と、光ファイバ１０の外周面に被覆された下地層２０と、下地層２０の外周面に被覆されたコーティング層３０と、を備える。 The optical fiber cable 1 is a fiber-like (fibrous) cable that transmits an optical signal to a distant place (see FIG. 1). The optical fiber cable 1 includes an optical fiber 10, a base layer 20 coated on the outer peripheral surface of the optical fiber 10, and a coating layer 30 coated on the outer peripheral surface of the base layer 20.

光ファイバ１０は、離れた場所に光信号を伝送するファイバである（図１参照）。光ファイバ１０は、線状に延在するように構成されている。光ファイバ１０は、１又は複数のコア１１と、コア１１の周囲に配されたクラッド１２と、を備える。光ファイバ１０は、シングルコア、マルチコアのいずれであってもよい。光ファイバ１０として、例えば、コア１１にゲルマニウムがドープされた石英を用い、かつ、クラッド１２に石英を用いた光ファイバや、コア１１に石英を用い、かつ、クラッド１２にフッ素をドープした石英を用いた光ファイバ等が挙げられる。光ファイバ１０は、プリフォーム（母材）を加熱しながら繊維状に引き伸ばすことによって得ることができる。光ファイバ１０の直径は、任意であるが、例えば、１１５μｍ、２３０μｍ等のサイズで用いられることが多い。 The optical fiber 10 is a fiber that transmits an optical signal to a remote location (see FIG. 1). The optical fiber 10 is configured to extend linearly. The optical fiber 10 includes one or more cores 11 and a clad 12 arranged around the core 11. The optical fiber 10 may be either a single core or a multi-core. As the optical fiber 10, for example, an optical fiber in which germanium-doped quartz is used in the core 11 and quartz is used in the clad 12, or quartz is used in the core 11 and fluorine is doped in the clad 12. Examples include the optical fiber used. The optical fiber 10 can be obtained by stretching the preform (base material) into fibers while heating it. The diameter of the optical fiber 10 is arbitrary, but is often used, for example, in a size of 115 μm, 230 μm, or the like.

下地層２０は、樹脂を硬化した層である（図１参照）。下地層２０は、水分の浸透及び付着を防止する機能を有する。樹脂には、主骨格に炭素を有するものが用いられる。下地層２０は、加熱処理の温度、時間、雰囲気等に応じて、樹脂の少なくとも一部が炭素化（炭化）ないし焼失した状態となる。樹脂の炭素化は、主に下地層２０内で起こるが、樹脂の一部がコーティング層３０に入ってコーティング層３０内で起こることもある。樹脂として、物理的作用（焼き付け、紫外線照射等）によって硬化する硬化性樹脂（熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂）を用いることができる。紫外線硬化性樹脂には、例えば、ウレタンアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシアクリレート等の市販品を用いることができる。 The base layer 20 is a layer obtained by curing the resin (see FIG. 1). The base layer 20 has a function of preventing the permeation and adhesion of water. As the resin, a resin having carbon in the main skeleton is used. The underlayer 20 is in a state where at least a part of the resin is carbonized (carbonized) or burnt down depending on the temperature, time, atmosphere, etc. of the heat treatment. Carbonization of the resin mainly occurs in the base layer 20, but a part of the resin may enter the coating layer 30 and occur in the coating layer 30. As the resin, a curable resin (thermosetting resin, ultraviolet curable resin) that is cured by a physical action (baking, ultraviolet irradiation, etc.) can be used. As the ultraviolet curable resin, for example, commercially available products such as urethane acrylate, acrylic acrylate, and epoxy acrylate can be used.

下地層２０の厚さは、光ファイバケーブル１の可撓性、水分の浸透の防止、コーティング層３０の体積収縮力に対するバリア、グリフィスフローの成長の抑制の観点に基づいて任意の厚さに設定することができる。下地層２０が厚くなるとコーティング層３０の断面積が増えて光ファイバケーブル１の可撓性が小さくなるので、光ファイバケーブル１の可撓性を確保するには、下地層２０の厚さは、１０μｍ以下であることが望ましく、好ましくは８μｍ以下、より好ましく６μｍ以下である。下地層２０が水分の浸透を防止するには、下地層２０の厚さは、１μｍ以上であることが望ましく、好ましくは２μｍ以下、より好ましく３μｍ以下である。 The thickness of the base layer 20 is set to an arbitrary thickness from the viewpoints of flexibility of the optical fiber cable 1, prevention of moisture penetration, a barrier against the volume shrinkage force of the coating layer 30, and suppression of growth of griffith flow. can do. As the base layer 20 becomes thicker, the cross-sectional area of the coating layer 30 increases and the flexibility of the optical fiber cable 1 decreases. Therefore, in order to ensure the flexibility of the optical fiber cable 1, the thickness of the base layer 20 must be increased. It is preferably 10 μm or less, preferably 8 μm or less, and more preferably 6 μm or less. In order for the base layer 20 to prevent the permeation of water, the thickness of the base layer 20 is preferably 1 μm or more, preferably 2 μm or less, and more preferably 3 μm or less.

下地層２０は、光ファイバ１０の表面を保護し、コーティング層３０を通過してくる大気中の水分の光ファイバ１０への付着を防ぎ、光ファイバ１０の折れを防ぎ、光ファイバ１０の長期保存性を確保する機能を有する。また、下地層２０は、破断の原因となる水の侵入によるグリフィスフローの成長を抑制する機能がある。さらに、下地層２０は、光ファイバ１０とコーティング層３０との間に介在することによって、コーティング層３０の乾燥（コーティング層３０中のバインダの縮合）によるコーティング層３０の体積収縮力が直接的に光ファイバに作用しないようにして、伝送損失の原因となるマイクロベンドを抑える機能がある。下地層２０は、樹脂の少なくとも一部が炭素化（炭化）ないし焼失した状態になっても、上記の機能に準ずる機能がある。 The base layer 20 protects the surface of the optical fiber 10, prevents moisture in the atmosphere passing through the coating layer 30 from adhering to the optical fiber 10, prevents the optical fiber 10 from breaking, and stores the optical fiber 10 for a long period of time. It has a function to ensure sex. Further, the base layer 20 has a function of suppressing the growth of griffith flow due to the intrusion of water that causes breakage. Further, the base layer 20 is interposed between the optical fiber 10 and the coating layer 30, so that the volume shrinkage force of the coating layer 30 due to the drying of the coating layer 30 (condensation of the binder in the coating layer 30) is directly applied. It has the function of suppressing microbend, which causes transmission loss, by preventing it from acting on the optical fiber. The underlayer 20 has a function similar to the above function even when at least a part of the resin is carbonized (carbonized) or burnt down.

コーティング層３０は、セラミックス粒子及びバインダを含む層である。コーティング層３０は、１０００℃以上の耐熱性を確保する機能を有する。セラミックス粒子には、光ファイバ１０のクラッド１２に用いられる材料（例えば、石英）の熱膨張係数（例えば、石英であれば０．４８×１０^－６）に近い低熱膨張係数材料、例えば、石英、チタニア、ジルコニア、アルミナ等の単体又はいずれかの混合物を用いることができ、クラッド１２に用いられる材料と同じ材料（例えば、石英）を主成分とすることが好ましいが、グリフィスフローの成長による破断を抑制することを考慮するとα－アルミナを主成分とすることが好ましい。セラミックス粒子には、金属窒化物を用いてもよい。バインダは、セラミックス粒子間を結合する。バインダは、硬化したときに、非晶質ないし多孔質になることがある。バインダは、硬化したときに、金属アルコキシドの一部ないし全体が縮合している。金属アルコキシドには、例えば、シリコンアルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド等を用いることができ、好ましくはシリコンアルコキシドである。シリコンアルコキシドとして、例えば、ＴＭＯＳ（Tetramethyl orthosilicate：オルトケイ酸テトラメチル）、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate：オルトケイ酸テトラエチル）等のシリコーン樹脂を用いることができる。 The coating layer 30 is a layer containing ceramic particles and a binder. The coating layer 30 has a function of ensuring heat resistance of 1000 ° C. or higher. For the ceramic particles, a material having a low coefficient of thermal expansion close to the coefficient of thermal expansion of the material (for example, quartz) used for the clad 12 of the optical fiber 10 (for example, 0.48 × ^10-6 for quartz), for example, quartz. A single substance such as titania, zirconia, or alumina, or a mixture thereof can be used, and it is preferable to use the same material (for example, quartz) as the material used for the clad 12 as a main component, but breakage due to the growth of griffith flow is preferable. Considering suppression, it is preferable to use α-alumina as a main component. Metal nitride may be used for the ceramic particles. The binder bonds the ceramic particles together. The binder can become amorphous or porous when cured. When the binder is cured, part or all of the metal alkoxide is condensed. As the metal alkoxide, for example, silicon alkoxide, titanium alkoxide, zirconium alkoxide, aluminum alkoxide and the like can be used, and silicon alkoxide is preferable. As the silicon alkoxide, for example, a silicone resin such as TMOS (Tetramethyl orthosilicate: tetramethyl orthosilicate) and TEOS (Tetraethyl orthosilicate: tetraethyl orthosilicate) can be used.

コーティング層３０の厚さは、光ファイバケーブル１の耐熱性、光ファイバ１０の直径、可撓性、マイクロベンド抑制、及び、下地層２０の炭素化（炭化、黒色化）ないし焼失の観点に基づいて設定することができる。光ファイバケーブル１が１０００℃以上の耐熱性を有するには、コーティング層３０の厚さが１μｍ以上であることが望ましく、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上である。下地層２０の炭素化ないし焼失を確保するには、コーティング層３０の厚さが２０μｍ未満であることが望ましく、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下である。光ファイバケーブル１が十分な可撓性を有するには、光ファイバ１０の直径が小さくなるにしたがいコーティング層３０を２０μｍ未満の厚さで薄くすることが望ましい。マイクロベンドを抑えるには、光ファイバ１０の直径が小さくなるにしたがいコーティング層３０を２０μｍ未満の厚さで薄くすることが望ましい。コーティング層３０におけるセラミックス粒子の粒径は、コーティング層３０の厚さ以下である。セラミックス粒子の平均粒径は、コーティング層３０の厚さより小さく、かつ、０．８μｍ～１．５μｍとすることができる。 The thickness of the coating layer 30 is based on the heat resistance of the optical fiber cable 1, the diameter of the optical fiber 10, flexibility, suppression of microbend, and carbonization (carbonization, blackening) or burning of the base layer 20. Can be set. In order for the optical fiber cable 1 to have heat resistance of 1000 ° C. or higher, the thickness of the coating layer 30 is preferably 1 μm or more, preferably 2 μm or more, and more preferably 3 μm or more. In order to ensure carbonization or burning of the base layer 20, the thickness of the coating layer 30 is preferably less than 20 μm, preferably 10 μm or less, and more preferably 8 μm or less. In order for the optical fiber cable 1 to have sufficient flexibility, it is desirable that the coating layer 30 be thinned to a thickness of less than 20 μm as the diameter of the optical fiber 10 becomes smaller. In order to suppress microbend, it is desirable that the coating layer 30 is thinned to a thickness of less than 20 μm as the diameter of the optical fiber 10 becomes smaller. The particle size of the ceramic particles in the coating layer 30 is equal to or less than the thickness of the coating layer 30. The average particle size of the ceramic particles is smaller than the thickness of the coating layer 30 and can be 0.8 μm to 1.5 μm.

コーティング層３０は、例えば、ゾルゲル法を用いて、金属酸化物粒子と、バインダの硬化前の成分である金属アルコキシドと、アルコールとを含む無機コーティング剤を下地層２０の外周面に塗布して、乾燥ないし加熱処理を施すことによって形成することができる。当該無機コーティング剤は、金属アルコキシドが大気中の水分と反応して加水分解し、水酸基を持った金属アルコキシドが他の分子と縮合反応することによりアルコール又は水を発生しながら重合して、金属酸化物粒子間をバインダによって結合したコーティング層３０が形成される。発生した水はアルコールに溶解して、常温でのコーティング層３０の硬化が容易となる。水が溶解したアルコールは、沸点が降下するので、加熱処理によって蒸発してコーティング層３０から容易に除去することができる。また、加熱処理によって、コーティング層３０の重合密度が増加して物理的強度が向上する。ここで、アルコールには、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等を用いることができる。無機コーティング剤の組成は、例えば、金属酸化物：８０重量％～９０重量％、金属アルコキシド：５重量％～１５重量％、アルコール：１重量％～１０重量％とすることができる。 For the coating layer 30, for example, an inorganic coating agent containing metal oxide particles, a metal alkoxide which is a component before curing of the binder, and alcohol is applied to the outer peripheral surface of the base layer 20 by using a sol-gel method. It can be formed by subjecting it to drying or heat treatment. In the inorganic coating agent, the metal alkoxide is hydrolyzed by reacting with water in the atmosphere, and the metal alkoxide having a hydroxyl group undergoes a condensation reaction with another molecule to polymerize while generating alcohol or water, resulting in metal oxidation. A coating layer 30 is formed in which the particles are bonded together by a binder. The generated water dissolves in alcohol, and the coating layer 30 can be easily cured at room temperature. Since the boiling point of alcohol in which water is dissolved is lowered, it can be easily removed from the coating layer 30 by evaporating by heat treatment. Further, the heat treatment increases the polymerization density of the coating layer 30 and improves the physical strength. Here, as the alcohol, for example, methanol, ethanol, propanol, butanol and the like can be used. The composition of the inorganic coating agent can be, for example, metal oxide: 80% by weight to 90% by weight, metal alkoxide: 5% by weight to 15% by weight, alcohol: 1% by weight to 10% by weight.

次に、実施形態に係る光ファイバケーブルの製造方法の一例について、図面を用いて説明する。図２は、実施形態に係る光ファイバケーブルの製造装置の一例を模式的に示したイメージ図である。図３は、実施形態に係る光ファイバケーブルの製造方法の一例を模式的に示したフローチャート図である。 Next, an example of a method for manufacturing an optical fiber cable according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an image diagram schematically showing an example of an optical fiber cable manufacturing apparatus according to an embodiment. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing an optical fiber cable according to an embodiment.

まず、加熱炉５０（例えば、紡糸炉）で加熱されたプリフォーム４０から引き出した（紡糸した）光ファイバ１０を製造する（図３のステップＡ１参照）。なお、紡糸された光ファイバ１０の代わりに、ロールから巻き出した光ファイバを用いてもよい。 First, an optical fiber 10 drawn (spun) from a preform 40 heated in a heating furnace 50 (for example, a spinning furnace) is manufactured (see step A1 in FIG. 3). In addition, instead of the spun optical fiber 10, an optical fiber unwound from a roll may be used.

続いて、光ファイバ１０の外周面に、樹脂塗布部５１（例えば、押出機）で樹脂（例えば、紫外線硬化性樹脂）を塗布し、硬化処理部５２（例えば、紫外線照射装置）で樹脂に硬化処理を施して、光ファイバ１０の外周面に下地層（図１の２０）を形成した樹脂被覆光ファイバ４１を製造する（図３のステップＡ２参照）。 Subsequently, a resin (for example, an ultraviolet curable resin) is applied to the outer peripheral surface of the optical fiber 10 by a resin coating unit 51 (for example, an extruder), and the resin is cured by a curing treatment unit 52 (for example, an ultraviolet irradiation device). The treatment is performed to manufacture a resin-coated optical fiber 41 having a base layer (20 in FIG. 1) formed on the outer peripheral surface of the optical fiber 10 (see step A2 in FIG. 3).

続いて、無機コーティング剤塗布部５３（例えば、押出機）で樹脂被覆光ファイバ４１の外周面に無機コーティング剤を塗布し、樹脂被覆光ファイバ４１の外周面に、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層（図１の３０）を形成した無機被覆光ファイバ４２を製造する（図３のステップＡ３参照）。なお、無機コーティング剤には、例えば、セラミックス粒子、バインダ（金属アルコキシド）、アルコールを含有するものを用いることができる。 Subsequently, the inorganic coating agent is applied to the outer peripheral surface of the resin-coated optical fiber 41 by the inorganic coating agent coating unit 53 (for example, an extruder), and the outer peripheral surface of the resin-coated optical fiber 41 is coated with a coating layer containing ceramic particles and a binder. The inorganic coated optical fiber 42 having (30 in FIG. 1) formed is manufactured (see step A3 in FIG. 3). As the inorganic coating agent, for example, one containing ceramic particles, a binder (metal alkoxide), and alcohol can be used.

続いて、加熱処理部５４で無機被覆光ファイバ４２を加熱処理（例えば、５００℃、数秒間、大気中）してコーティング層（図１の３０）中のバインダを硬化して光ファイバケーブル１を製造する（図３のステップＡ４参照）。ここで、加熱処理部５４での加熱処理では、少なくとも、コーティング層（図１の３０）における表面ないしその近傍のバインダを硬化（金属アルコキシドの一部を縮合）し、それによって生じた水及びアルコールを気化し、コーティング層（図１の３０）の表面の付着性をなくし、張力調整部５５及び巻き位置調整部５６におけるプーリや、ロール５７に光ファイバケーブル１が付着しないようにし、光ファイバケーブル１同士で付着しないようにできればよい。なお、加熱処理部５４での加熱処理で、金属アルコキシド全体を縮合したり、下地層の樹脂の少なくとも一部が炭素化（炭化）してもよい。 Subsequently, the inorganic coated optical fiber 42 is heat-treated (for example, at 500 ° C. for several seconds in the atmosphere) by the heat treatment unit 54 to cure the binder in the coating layer (30 in FIG. 1) to form the optical fiber cable 1. Manufacture (see step A4 in FIG. 3). Here, in the heat treatment in the heat treatment unit 54, at least the binder on or near the surface of the coating layer (30 in FIG. 1) is cured (a part of the metal alkoxide is condensed), and water and alcohol produced thereby are cured. The optical fiber cable 1 is prevented from adhering to the pulleys and rolls 57 in the tension adjusting portion 55 and the winding position adjusting portion 56 by vaporizing the surface of the coating layer (30 in FIG. 1). It suffices if one can prevent them from adhering to each other. The entire metal alkoxide may be condensed or at least a part of the resin of the base layer may be carbonized (carbonized) by the heat treatment in the heat treatment unit 54.

続いて、張力調整部５５で光ファイバケーブル１の張力を調整し、張力調整された光ファイバケーブル１を、巻き位置調整部５６で巻き位置を調整しながら、光ファイバケーブル１を所定の速度（例えば、４０ｍ／ｍｉｎ）でロール５７に巻き取る（図３のステップＡ５参照）。 Subsequently, the tension of the optical fiber cable 1 is adjusted by the tension adjusting unit 55, and the optical fiber cable 1 is adjusted to a predetermined speed while adjusting the winding position of the tension-adjusted optical fiber cable 1 by the winding position adjusting unit 56. For example, it is wound on the roll 57 at 40 m / min) (see step A5 in FIG. 3).

その後、光ファイバケーブル１の巻き取りが終わったロール５７を加熱装置５８内に移して、加熱装置５８において、光ファイバケーブル１に、加熱処理部５４での加熱処理よりも低温かつ長時間（例えば、１００℃、３０分～１時間、大気中）の他の加熱処理を施す（図３のステップＡ６参照）。ここで、加熱処理部５４での加熱処理では、光ファイバケーブル１のコーティング層３０におけるバインダ全体を硬化（残りの金属アルコキシド全体を縮合）し、それによって生じた水及びアルコールを完全（ないしそれに近い状態）に除去する。なお、加熱処理部５４での加熱処理で、金属アルコキシド全体を縮合したり、下地層の樹脂の少なくとも一部が炭素化（炭化）していれば、ステップＡ６を省略してもよい。 After that, the roll 57 after the winding of the optical fiber cable 1 is moved into the heating device 58, and in the heating device 58, the optical fiber cable 1 is subjected to a lower temperature and a longer time (for example) than the heat treatment in the heat treatment unit 54. , 100 ° C., 30 minutes to 1 hour, in the air) (see step A6 in FIG. 3). Here, in the heat treatment in the heat treatment unit 54, the entire binder in the coating layer 30 of the optical fiber cable 1 is cured (the entire remaining metal alkoxide is condensed), and the water and alcohol generated thereby are completely (or close to). State) to remove. If the entire metal alkoxide is condensed or at least a part of the resin of the base layer is carbonized (carbonized) by the heat treatment in the heat treatment unit 54, step A6 may be omitted.

実施形態によれば、光ファイバ１０とコーティング層３０の間に、樹脂が硬化した下地層２０が介在することにより、水分の光ファイバ１０への付着を防ぎ、グリフィスフローの成長を抑制し、保存中の破断を防止して光ファイバ１０の良好な状態を長期に保存することに貢献し、かつ、１０００℃以上にしたときにもコーティング層３０におけるバインダの体積収縮力の作用を抑え、マイクロベントを抑えて光ファイバ１０における伝送損失の変動を抑えることに貢献することができる。 According to the embodiment, by interposing the base layer 20 on which the resin is cured between the optical fiber 10 and the coating layer 30, moisture is prevented from adhering to the optical fiber 10, the growth of griffith flow is suppressed, and the storage is performed. It contributes to keeping the optical fiber 10 in good condition for a long period of time by preventing breakage inside, and suppresses the action of the volume shrinkage force of the binder in the coating layer 30 even when the temperature is 1000 ° C. or higher, and microvents. Can contribute to suppressing fluctuations in transmission loss in the optical fiber 10.

以下、実施例について比較例を用いて説明する。 Hereinafter, examples will be described with reference to comparative examples.

［コーティング層に用いる無機コーティング剤の選定］
実施例及び比較例の各種試験を行う前に、コーティング層に用いる無機コーティング剤の選定を行った。コーティング層に用いる無機コーティング剤の選定では、直径２３０μｍの光ファイバの外周面に、下地層を用いずに、各種市販品（無機接着剤）の無機コーティング剤を塗布し、メーカ推奨硬化条件で加熱処理を施して無機コーティング剤を硬化してコーティング層を形成することによって、コーティング層の厚さが１０μｍの試料を作製した。作製した試料は、先端部を３ｃｍ引き出した末端部で固定し、常温で、試料の先端に０．５％の曲げ歪をかけて、試料の延在方向から見て上下左右に曲げたときに、試料が折れるか否かをテストして、コーティング層に用いる無機コーティング剤を選定した。折れなかった試料は、表１の無機コーティング剤Ａ～Ｄのうち無機コーティング剤Ｂを用いた試料のみであった。無機コーティング剤Ａ、Ｃ、Ｄを用いた試料は、全て折れた。無機コーティング剤Ａ、Ｃ、Ｄは、分散媒が水であり、硬化時間が長く、光ファイバケーブルの連続的な製造に適しないことがわかった。以下の実施例及び比較例では、コーティング層に用いる無機コーティング剤に無機コーティング剤Ｂを選定した。 [Selection of inorganic coating agent used for coating layer]
Before conducting various tests of Examples and Comparative Examples, the inorganic coating agent used for the coating layer was selected. When selecting an inorganic coating agent to be used for the coating layer, various commercially available (inorganic adhesive) inorganic coating agents are applied to the outer peripheral surface of an optical fiber having a diameter of 230 μm without using a base layer, and heated under the curing conditions recommended by the manufacturer. By performing the treatment and curing the inorganic coating agent to form a coating layer, a sample having a coating layer thickness of 10 μm was prepared. When the prepared sample is fixed at the end with the tip pulled out by 3 cm, the tip of the sample is subjected to a bending strain of 0.5% at room temperature, and bent vertically and horizontally when viewed from the extending direction of the sample. , The sample was tested to see if it broke, and the inorganic coating agent used for the coating layer was selected. The samples that did not break were only the samples using the inorganic coating agent B among the inorganic coating agents A to D in Table 1. All the samples using the inorganic coating agents A, C and D were broken. It was found that the inorganic coating agents A, C, and D are not suitable for continuous production of optical fiber cables because the dispersion medium is water and the curing time is long. In the following examples and comparative examples, the inorganic coating agent B was selected as the inorganic coating agent used for the coating layer.

［実施例及び比較例の作製条件］
実施例及び比較例に係る光ファイバケーブルの試料は、直径２３０μｍの光ファイバの外周面に、下地層としてウレタンアクリレート（表２の成分表参照）を塗布し、紫外線照射することによってウレタンアクリレートを硬化し、硬化されたウレタンアクリレートの外周面に、コーティング層としての表１の無機コーティング剤Ｂを任意の厚さで塗布して乾燥処理（室温、１時間、大気中、無機コーティング剤Ｂの１次硬化）を施し、１００℃加熱処理（１００℃、１時間、大気中、無機コーティング剤Ｂの２次硬化）を施すことによって作製した。その後、テストの条件に応じて、試料に５００℃加熱処理（５００℃、１時間、大気中）を施した。ウレタンアクリレートを硬化した下地層の厚さは、１０μｍで共通である。なお、ここでの試料の作製においては、無機コーティング剤Ｂの塗布直後に、図２の加熱処理部５４で行うような表面部のバインダの硬化を目的とする加熱処理（５００℃、数秒間、大気中）を行っていない。 [Production conditions for Examples and Comparative Examples]
In the optical fiber cable samples according to the examples and comparative examples, urethane acrylate (see the composition table in Table 2) was applied as a base layer to the outer peripheral surface of the optical fiber having a diameter of 230 μm, and the urethane acrylate was cured by irradiating with ultraviolet rays. Then, the inorganic coating agent B of Table 1 as a coating layer is applied to the outer peripheral surface of the cured urethane acrylate to an arbitrary thickness and dried (room temperature, 1 hour, air, primary of the inorganic coating agent B). It was prepared by subjecting it to heat treatment at 100 ° C. (secondary curing of the inorganic coating agent B in the air at 100 ° C. for 1 hour). Then, depending on the test conditions, the sample was heat-treated at 500 ° C (500 ° C, 1 hour, in the air). The thickness of the base layer obtained by curing the urethane acrylate is 10 μm in common. In the preparation of the sample here, immediately after the application of the inorganic coating agent B, a heat treatment (500 ° C., for several seconds) for the purpose of curing the binder on the surface portion as performed by the heat treatment unit 54 in FIG. 2 is performed. In the atmosphere) is not done.

［外観テスト］
コーティング層厚のみ変えた複数の試料を、上記作製条件で作製したときの外観テスト（色の変化、カールの有無）を行った（表３参照）。コーティング層厚が２０μｍ以上の比較例１～５は、５００℃加熱処理前では白色で、加工性や可撓性に悪影響を与えるカールが発生し、５００℃加熱処理後でも白色のままで、カールが発生したままであった（図４（Ａ）参照）。また、コーティング層厚が２０μｍ以上の比較例１～５では、コーティング膜厚が厚くなるにしたがい、カールの曲率が大きくなる傾向があった。このことから、コーティング膜厚が厚くなるにしたがい、光ファイバで受けるコーティング層の体積収縮力が強くなることがわかった。また、コーティング層厚が２０μｍ以上で下地層の炭素化ないし焼失が進まないことがわかった。一方、コーティング層厚が２０μｍ未満の実施例１、２は、５００℃加熱処理前では白色でカールが無く、５００℃加熱処理後では黒色に変化したがカールが無いままであった（図４（Ｂ）参照）。以上のことから、下地層の炭素化ないし焼失を考慮すると、コーティング層厚は２０μｍ未満が適当であるといえる。なお、光ファイバの直径が２３０μｍよりも大きい場合、コーティング層厚２０μｍ以上でもカールが抑えられる可能性があるが、下地層の炭素化ないし焼失が進まないので、コーティング層厚２０μｍ未満が適当であるといえる。 [Appearance test]
Appearance tests (color change, presence or absence of curl) were performed when a plurality of samples in which only the coating layer thickness was changed were prepared under the above-mentioned preparation conditions (see Table 3). Comparative Examples 1 to 5 having a coating layer thickness of 20 μm or more were white before the heat treatment at 500 ° C., curled that adversely affected workability and flexibility, and remained white even after the heat treatment at 500 ° C. and curled. Remained to occur (see FIG. 4 (A)). Further, in Comparative Examples 1 to 5 having a coating layer thickness of 20 μm or more, the curvature of the curl tended to increase as the coating film thickness increased. From this, it was found that the volumetric shrinkage force of the coating layer received by the optical fiber becomes stronger as the coating film thickness becomes thicker. It was also found that when the coating layer thickness was 20 μm or more, carbonization or burning of the underlying layer did not proceed. On the other hand, Examples 1 and 2 having a coating layer thickness of less than 20 μm were white and had no curl before the heat treatment at 500 ° C., and changed to black after the heat treatment at 500 ° C., but remained without curl (FIG. 4 (FIG. 4). B) See). From the above, it can be said that the coating layer thickness of less than 20 μm is appropriate in consideration of carbonization or burning of the underlying layer. If the diameter of the optical fiber is larger than 230 μm, curling may be suppressed even if the coating layer thickness is 20 μm or more, but carbonization or burning of the underlying layer does not proceed, so a coating layer thickness of less than 20 μm is appropriate. It can be said that.

［実施例１の外観の５００℃加熱処理前後の変化］
実施例１（コーティング層厚１０μｍ）の外観について、５００℃加熱処理前では白色があったが（図５（Ａ）参照）、５００℃加熱処理後では金属光沢を呈した黒色であった（図５（Ｂ）参照）。白色から黒色に変化したのは、下地層が炭素化したことが原因である。また、外観が白色の５００℃加熱処理前の実施例１のＸ線回折パターンは、α－アルミナ単体のＸ線回折パターンのピーク位置と同じ位置にピークがあるので（図６参照）、実施例１のコーティング層にはα－アルミナが存在するといえる。外観が黒色である５００℃加熱処理後の実施例１のＸ線回折パターンも、α－アルミナ単体のＸ線回折パターンのピーク位置と同じ位置にピークがあるので（図７参照）、実施例１のコーティング層にはα－アルミナが存在するといえる。 [Changes in appearance of Example 1 before and after heat treatment at 500 ° C.]
Regarding the appearance of Example 1 (coating layer thickness 10 μm), it was white before the heat treatment at 500 ° C. (see FIG. 5 (A)), but it was black with a metallic luster after the heat treatment at 500 ° C. (Fig.). 5 (B)). The change from white to black is due to the carbonization of the underlying layer. Further, the X-ray diffraction pattern of Example 1 before the heat treatment at 500 ° C., which has a white appearance, has a peak at the same position as the peak position of the X-ray diffraction pattern of α-alumina alone (see FIG. 6). It can be said that α-alumina is present in the coating layer of 1. The X-ray diffraction pattern of Example 1 after the heat treatment at 500 ° C., which has a black appearance, also has a peak at the same position as the peak position of the X-ray diffraction pattern of α-alumina alone (see FIG. 7). It can be said that α-alumina is present in the coating layer of.

［光ファイバケーブルの可撓性シミュレーション］
光ファイバケーブルの可撓性シミュレーションでは、コーティング層厚の選定のため、材料力学に基づく理論値を用いて光ファイバケーブルの撓み量を計算した。撓み量の計算では、光ファイバケーブルをモデルとし、室温で、図８のように、光ファイバケーブルを水平に配置し、一端を固定し、一端からファイバ長Ｌの位置の他端に荷重Ｐをかけたときの撓み量δを計算した。材料力学に基づく理論値には、表４のように、光ファイバ材料、光ファイバ直径、下地層材料、コーティング層材料、コーティング層厚、ファイバ長、及び、荷重を設定した。計算された撓み量の結果を図９に示す。光ファイバケーブルの可撓性に関しては、光ファイバの直径が支配的であり、光ファイバの直径が小さいほど撓み量は大きい。同じ直径の光ファイバにおいて、荷重の増加による変位が少ないコーティング層厚では可撓性が少ないためコーティング層厚として適さない。例えば、直径２３０μｍの光ファイバにおいて、コーティング層厚２０μｍ以上では、可撓性が少なく、使用には適さないと予想される。なお、光ファイバの直径は、求める光量により選択される。 [Flexibility simulation of optical fiber cable]
In the flexibility simulation of the optical fiber cable, the amount of deflection of the optical fiber cable was calculated using the theoretical value based on the strength of materials in order to select the coating layer thickness. In the calculation of the amount of deflection, an optical fiber cable is used as a model, and at room temperature, the optical fiber cable is arranged horizontally as shown in FIG. 8, one end is fixed, and a load P is applied from one end to the other end at the position of the fiber length L. The amount of deflection δ when applied was calculated. As shown in Table 4, the theoretical values based on the strength of materials were set to the optical fiber material, the optical fiber diameter, the base layer material, the coating layer material, the coating layer thickness, the fiber length, and the load. The result of the calculated deflection amount is shown in FIG. Regarding the flexibility of the optical fiber cable, the diameter of the optical fiber is dominant, and the smaller the diameter of the optical fiber, the larger the amount of deflection. In an optical fiber having the same diameter, a coating layer thickness with less displacement due to an increase in load is not suitable as a coating layer thickness because it has less flexibility. For example, in an optical fiber having a diameter of 230 μm, when the coating layer thickness is 20 μm or more, the flexibility is low and it is expected that the optical fiber is not suitable for use. The diameter of the optical fiber is selected according to the desired amount of light.

［光ファイバケーブルの耐熱性試験］
光ファイバケーブルの耐熱性試験では、光ファイバを直径２３０μｍとし、下地層を厚１０μｍとし、コーティング層厚を１０μｍとし、かつ、ファイバ長２ｍとした試料（実施例３）を半分の折返部で折り返し、折返部と端部との間の部分（２本）を加熱装置における長さ５００ｍｍの加熱管に通して加熱管の両端を封止し、加熱管を、室温から１０００℃まで昇温速度５００℃／ｈで昇温し、１０００℃で２時間放置し、１０００℃から自然降温したときの試料の光出力変化量を、試料の両端部と接続された光出力測定装置で測定した（図１０参照）。室温から１０００℃までの昇温過程での光出力変化量（相対量）は０．１ｄＢであった（図１１参照）。また、１０００℃にて２時間放置している間の光出力変化量（相対量）は０．２ｄＢであった。さらに、１０００℃から４００℃付近までの自然降温過程での光出力変化量（相対量）は０．１ｄＢであった。以上のことから、当該実施例は、少なくとも１０００℃の高温でも伝送損失を抑えることができる耐熱性を有することがわかった。なお、耐熱性試験後に図１０の加熱装置から試料を出したときに、加熱管内にあった試料の部分は白色（下地層の樹脂が消失した状態）になっており、加熱管外における加熱管近傍にあった試料の部分は黒色（下地層の樹脂が炭素化した状態）になっており、加熱管外における加熱管から遠くにあった試料の部分は白色（下地層の樹脂が炭素化していない状態）になっていた。 [Heat resistance test of optical fiber cable]
In the heat resistance test of the optical fiber cable, a sample (Example 3) having an optical fiber having a diameter of 230 μm, a base layer having a thickness of 10 μm, a coating layer thickness of 10 μm, and a fiber length of 2 m is folded back at a half folded portion. , The part (two) between the folded part and the end part is passed through a heating tube having a length of 500 mm in the heating device to seal both ends of the heating tube, and the heating tube is heated from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 500. The amount of change in the light output of the sample when the temperature was raised at ° C./h, left at 1000 ° C. for 2 hours, and the temperature was naturally lowered from 1000 ° C. was measured by an optical output measuring device connected to both ends of the sample (FIG. 10). reference). The amount of change in light output (relative amount) in the process of raising the temperature from room temperature to 1000 ° C. was 0.1 dB (see FIG. 11). The amount of change in light output (relative amount) while left at 1000 ° C. for 2 hours was 0.2 dB. Further, the amount of change in light output (relative amount) in the natural temperature lowering process from 1000 ° C. to around 400 ° C. was 0.1 dB. From the above, it was found that the embodiment has heat resistance capable of suppressing transmission loss even at a high temperature of at least 1000 ° C. When the sample was taken out from the heating device shown in FIG. 10 after the heat resistance test, the part of the sample inside the heating tube was white (the resin of the base layer had disappeared), and the heating tube outside the heating tube. The part of the sample that was in the vicinity is black (the resin of the base layer is carbonized), and the part of the sample that is far from the heating tube outside the heating tube is white (the resin of the base layer is carbonized). It was not in a state).

上記実施形態及び実施例の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。 Some or all of the above embodiments and examples may be described as in the appendix below, but not limited to the following.

［付記１］
線状に延在する光ファイバと、
前記光ファイバの外周面に被覆されるとともに、樹脂が硬化した下地層と、
前記下地層の外周面に被覆されるとともに、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層と、
を備え、
前記コーティング層の厚さは、１μｍ以上かつ２０μｍ未満である、
光ファイバケーブル。
［付記２］
前記樹脂は、紫外線硬化性樹脂である、
付記１記載の光ファイバケーブル。
［付記３］
前記紫外線硬化性樹脂は、ウレタンアクリレートである、
付記２記載の光ファイバケーブル。
［付記４］
前記セラミックス粒子は、α－アルミナを主成分とする、
付記１乃至３のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
［付記５］
前記セラミックス粒子の平均粒径は、０．８μｍ以上かつ１．５μｍ以下である、
付記４記載の光ファイバケーブル。
［付記６］
前記バインダは、金属アルコキシドの一部ないし全体が縮合したものである、
付記１乃至５のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
［付記７］
前記金属アルコキシドは、シリコンアルコキシドである、
付記６記載の光ファイバケーブル。
［付記８］
前記下地層の厚さは、１μｍ～１０μｍ以下である、
付記１乃至７のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
［付記９］
前記光ファイバケーブルは、大気中で５００℃かつ１時間加熱したときに黒色化するように構成されている、
付記１乃至８のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
［付記１０］
前記下地層は、前記樹脂の少なくとも一部が炭素化ないし焼失された状態である、
付記１乃至８のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
［付記１１］
線状に延在する光ファイバの外周面に、樹脂を硬化した下地層を形成する工程と、
前記下地層の外周面に、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層を形成する工程と、
加熱処理して前記バインダを硬化する工程と、
を含み、
前記コーティング層の厚さは、前記バインダが硬化した後において１μｍ以上かつ２０μｍ未満である、
光ファイバケーブルの製造方法。
［付記１２］
前記下地層を形成する工程では、紫外線により前記樹脂を硬化する、
付記１０記載の光ファイバケーブルの製造方法。
［付記１３］
前記バインダを硬化する工程では、前記加熱処理によって、前記バインダにおける金属アルコキシドの一部ないし全体を縮合する、
付記１０又は１１記載の光ファイバケーブルの製造方法。
［付記１４］
前記バインダを硬化する工程の後、前記加熱処理よりも低温かつ長時間で他の加熱処理を行う工程をさらに含む、付記１０乃至１３のいずれか一に記載の光ファイバケーブルの製造方法。 [Appendix 1]
Optical fiber extending linearly and
An underlayer in which the outer peripheral surface of the optical fiber is covered and the resin is hardened,
A coating layer containing ceramic particles and a binder while being coated on the outer peripheral surface of the base layer,
Equipped with
The thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm.
Fiber optic cable.
[Appendix 2]
The resin is an ultraviolet curable resin.
The optical fiber cable described in Appendix 1.
[Appendix 3]
The ultraviolet curable resin is urethane acrylate.
The optical fiber cable described in Appendix 2.
[Appendix 4]
The ceramic particles contain α-alumina as a main component.
The optical fiber cable according to any one of Supplementary note 1 to 3.
[Appendix 5]
The average particle size of the ceramic particles is 0.8 μm or more and 1.5 μm or less.
The optical fiber cable according to Appendix 4.
[Appendix 6]
The binder is a condensation of part or all of the metal alkoxide.
The optical fiber cable according to any one of Supplementary note 1 to 5.
[Appendix 7]
The metal alkoxide is a silicon alkoxide,
The optical fiber cable according to Appendix 6.
[Appendix 8]
The thickness of the base layer is 1 μm to 10 μm or less.
The optical fiber cable according to any one of Supplementary note 1 to 7.
[Appendix 9]
The optical fiber cable is configured to turn black when heated in the atmosphere at 500 ° C. for 1 hour.
The optical fiber cable according to any one of Supplementary note 1 to 8.
[Appendix 10]
The underlayer is in a state where at least a part of the resin is carbonized or burnt down.
The optical fiber cable according to any one of Supplementary note 1 to 8.
[Appendix 11]
A process of forming a resin-cured base layer on the outer peripheral surface of an optical fiber extending linearly, and
A step of forming a coating layer containing ceramic particles and a binder on the outer peripheral surface of the base layer,
The process of heat-treating to cure the binder and
Including
The thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm after the binder is cured.
How to manufacture an optical fiber cable.
[Appendix 12]
In the step of forming the base layer, the resin is cured by ultraviolet rays.
The method for manufacturing an optical fiber cable according to Appendix 10.
[Appendix 13]
In the step of curing the binder, a part or the whole of the metal alkoxide in the binder is condensed by the heat treatment.
The method for manufacturing an optical fiber cable according to Appendix 10 or 11.
[Appendix 14]
The method for manufacturing an optical fiber cable according to any one of Supplementary note 10 to 13, further comprising a step of performing another heat treatment at a lower temperature and a longer time than the heat treatment after the step of curing the binder.

なお、上記の特許文献の各開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択（必要により不選択）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。また、本願に記載の数値及び数値範囲については、明記がなくともその任意の中間値、下位数値、及び、小範囲が記載されているものとみなされる。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本願発明の趣旨に則り、本願発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれる（属する）ものと、みなされる。 The disclosures of the above patent documents shall be renormalized and described in this document, and may be used as the basis or a part of the present invention as necessary. Within the framework of all disclosures (including claims and drawings) of the present invention, embodiments or examples can be changed or adjusted based on the basic technical idea thereof. Further, various combinations or selections (necessary) of various disclosure elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or embodiment, each element of each drawing, etc.) within the framework of all disclosure of the present invention. (Not selected) is possible. That is, it goes without saying that the present invention includes all disclosures including claims and drawings, and various modifications and modifications that can be made by those skilled in the art in accordance with the technical idea. In addition, regarding the numerical values and numerical ranges described in the present application, it is considered that arbitrary intermediate values, lower numerical values, and small ranges are described even if they are not specified. Further, each of the disclosed matters of the above-cited documents may be used in combination with the matters described in this document in part or in whole as a part of the disclosure of the present invention, if necessary, in accordance with the purpose of the present invention. It is considered to be included in (belonging to) the matters disclosed in the present application.

１光ファイバケーブル
１０光ファイバ
１１コア
１２クラッド
２０下地層
３０コーティング層
４０プリフォーム
４１樹脂被覆光ファイバ
４２無機被覆光ファイバ
５０加熱炉
５１樹脂塗布部
５２硬化処理部
５３無機コーティング剤塗布部
５４加熱処理部
５５張力調整部
５６巻き位置調整部
５７ロール
５８加熱装置 1 Optical fiber cable 10 Optical fiber 11 core 12 clad 20 Underlayer 30 Coating layer 40 Preform 41 Resin-coated optical fiber 42 Inorganic-coated optical fiber 50 Heating furnace 51 Resin coating part 52 Hardening treatment part 53 Inorganic coating agent coating part 54 Heat treatment Part 55 Tension adjustment part 56 Winding position adjustment part 57 Roll 58 Heating device

下地層２０の厚さは、光ファイバケーブル１の可撓性、水分の浸透の防止、コーティング層３０の体積収縮力に対するバリア、グリフィスフローの成長の抑制の観点に基づいて任意の厚さに設定することができる。下地層２０が厚くなるとコーティング層３０の断面積が増えて光ファイバケーブル１の可撓性が小さくなるので、光ファイバケーブル１の可撓性を確保するには、下地層２０の厚さは、１０μｍ以下であることが望ましく、好ましくは８μｍ以下、より好ましく６μｍ以下である。下地層２０が水分の浸透を防止するには、下地層２０の厚さは、１μｍ以上であることが望ましく、好ましくは２μｍ以上、より好ましく３μｍ以上である。
The thickness of the base layer 20 is set to an arbitrary thickness from the viewpoints of flexibility of the optical fiber cable 1, prevention of moisture penetration, a barrier against the volume shrinkage force of the coating layer 30, and suppression of growth of griffith flow. can do. As the base layer 20 becomes thicker, the cross-sectional area of the coating layer 30 increases and the flexibility of the optical fiber cable 1 decreases. Therefore, in order to ensure the flexibility of the optical fiber cable 1, the thickness of the base layer 20 must be increased. It is preferably 10 μm or less, preferably 8 μm or less, and more preferably 6 μm or less. In order for the base layer 20 to prevent the permeation of water, the thickness of the base layer 20 is preferably 1 μm or more, preferably 2 μm or more , and more preferably 3 μm or more .

第１の視点に係る光ファイバケーブルは、線状に延在する光ファイバと、前記光ファイバの外周面に被覆されるとともに、樹脂が硬化した下地層と、前記下地層の外周面に被覆されるとともに、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層と、を備え、前記コーティング層の厚さは、１μｍ以上かつ２０μｍ未満である。
前記第１の視点に係る光ファイバケーブルの変形として、線状に延在する光ファイバと、前記光ファイバの外周面に被覆されるとともに、樹脂が硬化した下地層と、前記下地層の外周面に被覆されるとともに、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層と、を備え、前記コーティング層の厚さは、１μｍ以上かつ２０μｍ未満であり、前記バインダは、金属アルコキシドの一部ないし全体が縮合したものである。 The optical fiber cable according to the first viewpoint is coated on an optical fiber extending linearly, an outer peripheral surface of the optical fiber, a base layer on which a resin is cured, and an outer peripheral surface of the base layer. In addition, a coating layer containing ceramic particles and a binder is provided, and the thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm.
As a modification of the optical fiber cable according to the first viewpoint, the optical fiber extending linearly, the base layer covered with the outer peripheral surface of the optical fiber and the resin cured, and the outer peripheral surface of the base layer. The coating layer is provided with a coating layer containing ceramic particles and a binder, and the thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm, and the binder is obtained by condensing a part or the whole of a metal alkoxide. Is.

第２の視点に係る光ファイバケーブルの製造方法は、線状に延在する光ファイバの外周面に、樹脂を硬化した下地層を形成する工程と、前記下地層の外周面に、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層を形成する工程と、加熱処理して前記バインダを硬化する工程と、を含み、前記コーティング層の厚さは、前記バインダが硬化した後において１μｍ以上かつ２０μｍ未満である。
前記第２の視点に係る光ファイバケーブルの製造方法の変形として、線状に延在する光ファイバの外周面に、樹脂を硬化した下地層を形成する工程と、前記下地層の外周面に、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層を形成する工程と、加熱処理して前記バインダを硬化する工程と、を含み、前記コーティング層の厚さは、前記バインダが硬化した後において１μｍ以上かつ２０μｍ未満であり、硬化後の前記バインダは、金属アルコキシドの一部ないし全体が縮合したものである。
The method for manufacturing an optical fiber cable according to the second viewpoint is a step of forming a resin-cured base layer on the outer peripheral surface of an optical fiber extending linearly, and ceramic particles and ceramic particles on the outer peripheral surface of the base layer. The thickness of the coating layer includes a step of forming a coating layer containing a binder and a step of curing the binder by heat treatment, and the thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm after the binder is cured.
As a modification of the method for manufacturing an optical fiber cable according to the second viewpoint, a step of forming a resin-cured base layer on the outer peripheral surface of a linearly extending optical fiber and a step of forming a base layer on the outer peripheral surface of the base layer. It includes a step of forming a coating layer containing ceramic particles and a binder and a step of curing the binder by heat treatment, and the thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm after the binder is cured. The cured binder is obtained by condensing a part or the whole of the metal alkoxide.

Claims

線状に延在する光ファイバと、
前記光ファイバの外周面に被覆されるとともに、樹脂が硬化した下地層と、
前記下地層の外周面に被覆されるとともに、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層と、
を備え、
前記コーティング層の厚さは、１μｍ以上かつ２０μｍ未満である、
光ファイバケーブル。 Optical fiber extending linearly and
An underlayer in which the outer peripheral surface of the optical fiber is covered and the resin is cured,
A coating layer containing ceramic particles and a binder while being coated on the outer peripheral surface of the base layer,
Equipped with
The thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm.
Fiber optic cable.

前記樹脂は、紫外線硬化性樹脂である、
請求項１記載の光ファイバケーブル。 The resin is an ultraviolet curable resin.
The optical fiber cable according to claim 1.

前記紫外線硬化性樹脂は、ウレタンアクリレートである、
請求項２記載の光ファイバケーブル。 The ultraviolet curable resin is urethane acrylate.
The optical fiber cable according to claim 2.

前記セラミックス粒子は、α－アルミナ粒子である、
請求項１乃至３のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 The ceramic particles are α-alumina particles.
The optical fiber cable according to any one of claims 1 to 3.

前記α－アルミナの粒径は、０．５μｍ以上かつ２０μｍ未満である、
請求項４記載の光ファイバケーブル。 The particle size of the α-alumina is 0.5 μm or more and less than 20 μm.
The optical fiber cable according to claim 4.

前記バインダは、金属アルコキシドの一部ないし全体が縮合したものである、
請求項１乃至５のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 The binder is a condensation of part or all of the metal alkoxide.
The optical fiber cable according to any one of claims 1 to 5.

前記金属アルコキシドは、シリコンアルコキシドである、
請求項６記載の光ファイバケーブル。 The metal alkoxide is a silicon alkoxide,
The optical fiber cable according to claim 6.

前記下地層の厚さは、１μｍ～１０μｍ以下である、
請求項１乃至７のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 The thickness of the base layer is 1 μm to 10 μm or less.
The optical fiber cable according to any one of claims 1 to 7.

前記光ファイバケーブルは、大気中で５００℃かつ１時間加熱したときに黒色化するように構成されている、
請求項１乃至８のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 The optical fiber cable is configured to turn black when heated in the atmosphere at 500 ° C. for 1 hour.
The optical fiber cable according to any one of claims 1 to 8.

前記下地層は、前記樹脂の少なくとも一部が炭素化ないし焼失された状態である、
請求項１乃至８のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 The underlayer is in a state where at least a part of the resin is carbonized or burnt down.
The optical fiber cable according to any one of claims 1 to 8.

線状に延在する光ファイバの外周面に、樹脂を硬化した下地層を形成する工程と、
前記下地層の外周面に、セラミックス粒子及びバインダを含むコーティング層を形成する工程と、
加熱処理して前記バインダを硬化する工程と、
を含み、
前記コーティング層の厚さは、前記バインダが硬化した後において１μｍ以上かつ２０μｍ未満である、
光ファイバケーブルの製造方法。 A process of forming a resin-cured base layer on the outer peripheral surface of an optical fiber extending linearly, and
A step of forming a coating layer containing ceramic particles and a binder on the outer peripheral surface of the base layer,
The process of heat-treating to cure the binder and
Including
The thickness of the coating layer is 1 μm or more and less than 20 μm after the binder is cured.
How to manufacture an optical fiber cable.

前記バインダを硬化する工程の後、前記加熱処理よりも低温かつ長時間で他の加熱処理を行う工程をさらに含む、請求項１１記載の光ファイバケーブルの製造方法。 The method for manufacturing an optical fiber cable according to claim 11, further comprising a step of performing another heat treatment at a lower temperature and a longer time than the heat treatment after the step of curing the binder.