JP4279214B2 - 着色光ファイバ素線 - Google Patents
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Description
従来、着色光ファイバ素線は、水中に長期間浸漬されると、裸光ファイバとプライマリ層との界面が部分的に剥離し、該着色光ファイバ素線は長手方向に不均一なマイクロベンドを受け、光伝送損失が大きく増加するという問題があった。
これに関して、特許文献1では、裸光ファイバとプライマリ層界面の密着力を高く調整することにより改善が試みられているが十分ではない。
これは、光ファイバ素線の製造工程において、一度、紫外線硬化された紫外線硬化樹脂からなるプライマリ層が、後の着色工程において、着色層を透過した紫外線で再度硬化されるため、一度紫外線硬化されてある程度の架橋構造が完成したプライマリ層のマトリクスが、再度の紫外線照射により未反応の残留物が再度架橋することとなり、マトリクス内部により大きい歪が生じることが関与していると考えられる。
本発明の着色光ファイバ素線は、裸光ファイバの外周に少なくとも1つの被覆層を有する線引き後の光ファイバ素線の外周に着色層を被覆した着色光ファイバ素線であって、前記裸光ファイバに接する前記被覆層、前記着色層に接する前記被覆層、及び前記着色層が紫外線硬化樹脂からなり、前記着色層を構成する紫外線硬化樹脂の硬化前の波長300〜450nmの光に対する透過度平均値が0.05〜0.55であることを特徴とする。
図1は、本発明の着色光ファイバ素線の好ましい一実施態様の横断面図である。本発明の着色光ファイバ素線20は、裸光ファイバ1の外周に、緩衝層である柔軟なプライマリ層2と、その外側に、強度保持層である剛性の高いセカンダリ層3を有する光ファイバ素線10の外周に、識別が可能な着色層4を有する構造である。
本発明に用いられる裸光ファイバ1は特に限定されないが、石英系シングルモード、石英系マルチモード、石英系ステップインデックス、石英系分散シフト、多成分系、プラスティック系、プラスティッククラッド系等を用いることができる。
本発明の光ファイバ素線におけるプライマリ層2には、紫外線硬化樹脂が用いられる。セカンダリ層3は特に限定されないが、主に紫外線硬化型の樹脂組成物(以下、単にUV樹脂という)が用いられ、硬化速度の観点からウレタン−アクリレート系やエポキシ−アクリレート系のオリゴマーを主成分としたものが好適である。
着色層4は特に限定されないが、顔料、隠蔽材(例えばチタンホワイト)が添加されたウレタン−アクリレート系やエポキシ−アクリレート系のオリゴマーを主成分としたUV樹脂が用いられる。
、光ファイバ母材を線引き炉によりその先端から加熱溶融して、所定の外径例えば、約100〜200μmの光ファイバの裸線に溶融紡糸する。この光ファイバは、ファイバ冷却装置により樹脂被覆に適する温度まで冷却された後、一次被覆用樹脂被覆装置を通り、一次被覆用UV樹脂を所定の厚さにその周囲に塗布され、次いで一次被覆用紫外線硬化装置に入り、紫外線照射ランプに照射され、塗布された前記UV樹脂が架橋・硬化される。続いて、一次被覆用外径測定器を通り、二次被覆用樹脂被覆装置で二次被覆用UV樹脂を塗布され、二次被覆用紫外線硬化装置に入り紫外線により塗布されたUV樹脂が架橋・硬化される。UV樹脂を被覆された光ファイバは、二次被覆用外径測定器を通り、キャプスタン又はプーリーを経て巻取り装置にてボビンに巻取られる。
一次被覆および二次被覆が施され、ボビンに巻きとられた光ファイバ素線は、別工程にて再度巻きほぐされ、着色層用樹脂被覆装置を通り、着色層用UV樹脂を所定の厚さにその周囲に塗布され、次いで着色層用紫外線硬化装置に入り、紫外線照射ランプに照射され、塗布された前記UV樹脂が架橋・硬化される(例えば特開2003−212605号公報参照)。
T=I/I0=1/10A=1/10εcl
式中、Tは透過度を表し、Iは透過光強度を表し、I0は入射光強度を表し、Aは吸光度を表し、εは分子吸光係数を表し、cは吸収物質の濃度を表し、lは光が透過する媒体の距離を表す。
本発明では、300nmから450nmまでの紫外線を0.2nm間隔で測定された透過度を単純に算術平均したものを透過度平均値とする。
図2に、上記方法により5μm厚の未硬化の着色層を測定した透過度特性、着色層の透過度平均値Tの一例を特性図として示す。図示した例では着色層の透過度平均値Tは0.38である。
また、UV樹脂は硬化後に透過度平均値Tが0.05程度大きくなるのが一般的であるため、この向上を想定して材料を選定することが好ましい。すなわち、本発明の着色光ファイバ素線としては、硬化後の着色層は波長300〜450nmの光における透過度平均値が0.1〜0.6であることが好ましい。
(着色光ファイバ素線の作製)
外径125μmの石英系シングルモード裸光ファイバ1上に、以下のプライマリ樹脂によりプライマリ層2を形成した(外径約195μm)。
[プライマリ樹脂] ポリプロピレングリコール500g(数平均分子量2000)、2,4−トリレンジイソシアネート60g、2−ヒドロキシエチルアクリレート30gから合成されたポリエーテル系ウレタンアクリレート(数平均分子量5000)を前記の重合性オリゴマー(I)とし、反応性モノマー(II)と反応させ、0.2mm厚の硬化シートとした時のヤング率が1.0MPaに調整された樹脂組成物。
[セカンダリ樹脂] ポリテトラメチレングリコールとアジピン酸と1,6−ヘキサンジオールの共重合ポリエステルポリオール500g(数平均分子量850)、イソフォロンジイソシアネート246g、2−ヒドロキシエチルアクリレート137gから合成されたポリエステル系ウレタンアクリレート(数平均分子量1500)を重合性オリゴマーとし、反応性モノマー(II)と反応させ、0.2mm厚の硬化シートとした時のヤング率が600MPaに調整された樹脂組成物。
尚、光ファイバ素線、着色光ファイバ素線の線速は1500m/minであり、紫外線照射は、プライマリ層、セカンダリ層、着色層ともに酸素濃度3%以下、UV照度2000mW/cm2、UV照射量100mJ/cm2の条件で行った。また、硬化シートのヤング率は、大気中、UV照度200mW/cm2、UV照射量200mJ/cm2の条件で硬化させた0.2mm厚シートを別途作製し、これについて23℃、引張り速度1mm/minの条件で引張り試験を行い、2.5%歪時の引張り強さから算出した。
作製した着色光ファイバ素線20の温水浸漬後における裸光ファイバとプライマリ層間の剥離の有無、温水浸漬後のロス増について判定し、また、着色層のセカンダリ層との界面付近の硬化度の指標として、スポンジたわしで10回しごいた後の着色層の剥離の有無(着色層の硬化が不十分のとき着色層がセカンダリ層表面から剥離する)について判定した。結果を表2に示す。
2 プライマリ層
3 セカンダリ層
4 着色層
10 光ファイバ素線
20 着色光ファイバ素線
Claims (1)
- 裸光ファイバの外周に少なくとも1つの被覆層を有する線引き後の光ファイバ素線の外周に着色層を被覆した着色光ファイバ素線であって、前記裸光ファイバに接する前記被覆層、前記着色層に接する前記被覆層、及び前記着色層が紫外線硬化樹脂からなり、前記着色層を構成する紫外線硬化樹脂の硬化前の波長300〜450nmの光に対する透過度平均値が0.05〜0.55であることを特徴とする着色光ファイバ素線。
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