JPH11202172A - 光ファイバユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバケーブルに光ファイバを高密度に
収納し、光ファイバの収納心数を増加させることが可能
であり、高温下で用いられるＯＰＧＷのような耐熱型光
ファイバケーブルに用いても、伝送損失の増加を生じる
ことなく、耐熱型光ファイバケーブルへの光ファイバの
高密度収納、耐熱型光ファイバケーブルの細径化するこ
とができると光ファイバユニットが望まれていた。 【解決手段】 紫外線硬化型樹脂で一括被覆された光フ
ァイバテープ心線１を８枚積層してテープ積層体２と
し、該テープ積層体２の外周に紫外線硬化型樹脂で内側
被覆層３を形成し（外径3.4mm ）、次いでその外周に熱
可塑性樹脂で外側被覆層４を形成して光ファイバユニッ
ト５（外径3.7mm ）としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバテープ
心線を用いた光ファイバユニットに関するものであり、
特にＯＰＧＷ（Optical Fiber Composite Overhead Gro
und Wire：複合架空地線）などに用いられる耐熱型の光
ファイバユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報量の増加に伴い、１本の光フ
ァイバケーブルにおける情報伝送量を増加すること、す
なわち光ファイバケーブルに光ファイバを高密度に収納
し、光ファイバの収納心数を増加させることが望まれて
いる。この手段として、単心線よりも高密度化された光
ファイバテープ心線をテープの厚さ方向に積層させた構
造が提案されている。

【０００３】その一例として、特開昭61-98308号公報に
開示されているように、複数枚の光ファイバテープ心線
を積層した外周に低ヤング率の緩衝層と高ヤング率の保
護層を設けた光ファイバユニット形成し、この光ファイ
バユニットを中心テンションメンバに撚り合わせて撚り
合わせ体とし、さらにこの撚り合わせ体をテンションメ
ンバに撚り合わせた外周にシースを施す構造が提案され
ている。ここで光ファイバユニットの緩衝層は熱硬化型
のシリコーン樹脂や紫外線硬化型樹脂によって構成さ
れ、保護層は熱可塑型ナイロン、ウレタンアクリレート
系やエポキシ系の紫外線硬化型樹脂によって構成される
ことが開示されている。

【０００４】また、特開平4-93906 号公報に開示されて
いる光ファイバユニットは、複数枚の紫外線硬化型樹脂
により一括被覆を施された光ファイバテープ心線を積層
して積層体とし、この積層体の外周に紫外線硬化型樹脂
による被覆層を形成されている。なお、この被覆層は内
側を軟らかい樹脂層、外側を硬い樹脂層としてもよく、
前記積層体の一部が露出していてもよいことが開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような公知となっている構造の光ファイバユニットを
適用したＯＰＧＷなどの耐熱型光ファイバケーブルに
は、伝送損失が著しく悪化するという問題が生じてしま
うことがあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱型光ファ
イバケーブルに用いても伝送損失の増加が生じない光フ
ァイバユニットを提供するものである。

【０００７】請求項１の発明は、複数本の光ファイバ素
線の外周に紫外線硬化型樹脂で一括被覆層を形成した光
ファイバテープ心線を複数枚積層してテープ積層体を形
成し、該テープ積層体の外周に紫外線硬化型樹脂を充填
固化させた内側被覆層、熱可塑型樹脂を固化させた外側
被覆層を順に形成したことを特徴とする。請求項２の発
明は、内側被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂は、使用
温度におけるヤング率が１ｋｇｆ／ｍｍ² 以上１００ｋ
ｇｆ／ｍｍ² 以下であることを特徴とする。請求項３の
発明は、一括被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂と内層
被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂は、密着力が０．０
０１ｋｇ／ｍｍ以上１ｋｇ／ｍｍ以下であることを特徴
とする。

【０００８】本願発明のように、光ファイバテープ心線
の一括被覆層と光ファイバユニットの内側被覆層を紫外
線硬化型樹脂で形成し、光ファイバユニットの外側を熱
可塑性樹脂で形成すると、該光ファイバユニットを用い
た耐熱型の光ファイバケーブルを過酷な条件下で使用し
ても伝送損失の著しい増加は見られず、安定した特性を
有した耐熱型の光ファイバケーブルを得ることができ
る。また、前記外側被覆層をポリアミド系樹脂で形成す
ると、外力に対する強度や加工性及び取扱性に優れた耐
熱型の光ファイバケーブルをえることができる。さら
に、前記内側被覆層のヤング率を前記一括被覆層と前記
内側被覆層を相溶性を有している紫外線硬化型樹脂で形
成すると、より過酷な条件下で使用しても伝送損失の増
加は見られず、安定した特性を有した耐熱型の光ファイ
バケーブルを得ることができる。

【０００９】本願発明は、発明者らが耐熱型の光ファイ
バケーブルにおいて生じる伝送損失の原因について鋭意
検討した結果、伝送損失の原因は光ファイバユニット内
で光ファイバテープ心線積層体が光ファイバユニットの
被覆層から浮き上がってうねりを生じてしまう、いわゆ
る「挫屈」の発生に関係があることを見いだしたことに
基づくものである。上述したような構成を取ると挫屈が
生じない機構についてはまだ判明していないが、光ファ
イバテープ心線の一括被覆層と光ファイバユニットの内
側被覆層を紫外線硬化型樹脂を形成したことによって両
者の密着性が増加し、また光ファイバユニットの外側被
覆層を熱可塑性樹脂で形成したことによって内部のテー
プ積層体、内部被覆層を拘束する力が増加したことによ
るのではないかと推測する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例として、図１に
示す８心の光ファイバテープ心線を８枚積層させた構造
の光ファイバユニットについてその製造方法と併せて説
明する。８心の光ファイバテープ心線１は、図２に示す
ように４本の石英系光ファイバ（外径0.125mm ）に２層
の紫外線硬化型樹脂を被覆した光ファイバ素線１ａの外
周に紫外線硬化型樹脂による一括被覆層１ｂを形成した
４心の光ファイバテープ心線１ｃがバインダ１ｄにより
一体化されてた構造を有しており、その大きさは約幅2.
1mm 、厚さ0.32 mm である。

【００１１】上述した光ファイバテープ心線１を８枚積
層してテープ積層体２とし、該テープ積層体２の外周に
内側被覆層３を形成し（外径3.4mm ）、次いでその外周
に外側被覆層４を形成して光ファイバユニット５（外径
3.7mm ）としている。

【００１２】

【実施例】実施例１及び比較例１〜２として、内側被覆
層３及び外側被覆層４を形成する樹脂の組合せを変えて
光ファイバユニット５を作成した。この組合せについて
は表１に示す。各光ファイバユニット５のうち約２m を
巻き直径を60cm、80cm、100cm 、120cm になるように束
ねたものをそれぞれ４つずつ作成し、これらを55℃、90
℃、110 ℃、120 ℃、130 ℃、160 ℃、180 ℃の恒温槽
に８時間放置してどのような条件で挫屈が発生するかに
ついて調べた。また、これらの光ファイバユニット５の
うち50m を巻き直径が100cm と成るように束ねたものを
-20 ℃の恒温槽内に８時間、次いで120 ℃の恒温槽内に
８時間放置するヒートサイクルをかけて伝送損失の増加
を測定した。なお、これらの挫屈発生の結果と伝送損失
の増加測定の結果を表２に示す。

【００１３】

【表１】 ※紫外線硬化型樹脂：ウレタンアクリレート系樹脂 ヤング率：120 ℃で約１kgf/mm² 一括被覆層と内側被覆層との密着度： kg/mm 熱可塑性樹脂 ：ポリアミド系樹脂（ナイロン）

【００１４】

【表２】

【００１５】これらの結果より、本実施例の構造である
一括被覆層、内側被覆層を紫外線硬化型樹脂で形成し、
外側被覆層を熱可塑性樹脂で形成した光ファイバユニッ
トのみが比較的小さな巻き直径100cm のものでも180 ℃
まで挫屈が生じず、また伝送損失値も0.1dB/km以下であ
り、実用上何ら問題のないことが確認された。

【００１６】さらに、上記実施例１の構造の光ファイバ
ユニット５において、一括被覆層と内側被覆層の紫外線
硬化型樹脂のヤング率（具体的には120 ℃におけるヤン
グ率）と密着度の大きさを変えて（この組合せについて
は表３に示す）上記実施例１及び比較例１〜２と同様に
挫屈発生の温度及びケーブル化した際の伝送損失値の増
加を測定した。なお、これらの挫屈発生の結果と伝送損
失の増加測定の結果を表４に示す。

【００１７】また、上記密着度は図３に示したような手
順で測定した値を用いる。すなわち、 (1)本実施の形態で用いた８心の光ファイバテープ心線
１を５枚すき間なく並列に並べて光ファイバテープ心線
層１０を形成した上に、厚さが0.1mm となるように内層
被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂２０を塗布し、硬化
させた後に、前記紫外線硬化型樹脂２０層上に固定部材
３０を接着する（図３（ａ）（ｂ））。なお、ここでは
固定部材３０として、厚さ0.5mm のアルミ板を用いた
が、この固定部材３０は後の工程で紫外線硬化型樹脂２
０層をを引き剥がす際に変形しないような強度を有して
いれば良く、例えばステンレス板や木製の板でも良い。 (2)前記固定部材３０の一端を固定チャック４０で把持
し、固定部材３０を固定チャック４０で把持した側の前
記８心の光ファイバテープ心線層１０をロードセル付き
チャック４１で掴む分Ｍのみ引き剥がし（この距離は引
き剥がし距離Ｌには含まれない）、前記固定チャック４
０のある側とは逆方向に引っ張る（図３（ｃ））。 (3)前記８心の光ファイバテープ心線層１０の引き剥が
し距離Ｌが13mmとなった時点での張力を３回測定して平
均値を取り、この平均測定値から幅1mm 当たりの引き剥
がし張力を算出し、密着度とする。したがって、上記測
定値と密着度の関係は１式のようになり、例えば、本実
施の形態において、測定値が0.105kgfであれば、心線幅
は2.1mm 、サンプル枚数は５枚であるから、密着度0.01
kgf/mmとなる。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】これらの結果より、本願発明の光ファイバ
ユニットでは、内側被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂
のヤング率及び、一括被覆層と内側被覆層を形成する紫
外線硬化型樹脂の密着度を変えることにより、さらに高
温条件下で曲げても挫屈が生じず、また耐熱型光ファイ
バケーブルに用いた場合でも伝送損失が増加せず、耐熱
型光ファイバケーブルの特性を満足させることができる
ことが分かる。

【００２１】なお、本実施の形態においては、２枚の４
心の光ファイバテープ心線をバインダで接続した形の８
心の光ファイバテープ心線を用いて光ファイバユニット
を形成したが、光ファイバテープ心線はこの実施の形態
に限定されるものではない。例えば、８本の光ファイバ
素線を平面上に並べてその外周に一括被覆層が設けられ
ていても良いし、２枚の４心の光ファイバテープ心線を
平面上に並べてその外周にさらに一括被覆層を施したテ
ープ心線であっても良いし、一括被覆層が複数層設けら
れていても良い。また、本願発明が、これらのテープ心
線の心線数に限定されずに効果を挙げることは明らかで
ある。

【００２２】さらに、本実施例では紫外線硬化型樹脂と
してウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を、熱可
塑型樹脂としてはポリアミド系樹脂を用いたが、本発明
はこれらの樹脂に限定されるものではなく、例えば、熱
可塑型樹脂としてポリエステル系熱可塑型樹脂を用いる
ことも可能である。しかしながら、室温路及び降温時で
のヤング率が比較的、他の樹脂により高いこと、及び加
工性及び取扱性に優れるという理由から熱可塑型樹脂と
してはポリアミド系樹脂を用いることが望ましい。

【００２３】加えて、本願発明では該一括被覆層の最外
層を形成する紫外線硬化型樹脂と光ファイバユニットの
内側被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂が相溶性を有し
ているとより望ましい効果を得ることができる。相溶性
を上げる方法には、前記一括被覆層の最外層を形成する
紫外線硬化型樹脂と光ファイバユニットの内側被覆層を
同一組成の樹脂で形成したり、光ファイバテープ心線の
一括被覆層の表面に未硬化部分を有している状態で光フ
ァイバユニットの内側被覆層を形成すれば両者の相溶性
を向上させることができる。この前記一括被覆層の表面
に未硬化部分を形成するには、該一括被覆層を硬化させ
る際に、雰囲気中に微量の酸素を含ませればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光ファイ
バユニットは、光ファイバケーブルに光ファイバを高密
度に収納し、光ファイバの収納心数を増加させることが
可能であり、さらに、高温下で用いられるＯＰＧＷのよ
うな耐熱型光ファイバケーブルに用いても、伝送損失の
増加を生じることなく、耐熱型光ファイバケーブルへの
光ファイバの高密度収納、耐熱型光ファイバケーブルの
細径化することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を示す光ファイバユニ
ットの断面図である。

【図２】 本発明の一実施の形態である光ファイバユニ
ットに用いる光ファイバテープ心線の断面図である。

【図３】 本発明における密着度の測定方法を示した概
略図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ試験片の正面図
と側面図を示し、（ｃ）は密着度の元となる値の測定を
行う様子を示している。

【符号の説明】

１ 光ファイバテープ心線 １ａ 光ファイバ素線 １ｂ 一括被覆層 １ｃ ４心の光ファイバテープ心線 １ｄ バインダ ２ テープ積層体 ３ 内側被覆層 ４ 外側被覆層 ５ 光ファイバユニット

フロントページの続き (72)発明者 溝田 義昭 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 石川 明彦 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 早川 恭二 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 中村 聡 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバ素線の外周に紫外線
   硬化型樹脂で一括被覆層を形成した光ファイバテープ心
   線を複数枚積層してテープ積層体を形成し、該テープ積
   層体の外周に紫外線硬化型樹脂を充填固化させた内側被
   覆層、熱可塑型樹脂を固化させた外側被覆層を順に形成
   したことを特徴とする光ファイバユニット。
2. 【請求項２】 前記内側被覆層を形成する紫外線硬化型
   樹脂は、使用温度におけるヤング率が１ｋｇｆ／ｍｍ²
   以上１００ｋｇｆ／ｍｍ² 以下であることを特徴とする
   請求項１記載の光ファイバユニット。
3. 【請求項３】 前記一括被覆層を形成する紫外線硬化型
   樹脂と前記内層被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂は、
   密着力が０．００１ｋｇ／ｍｍ以上１ｋｇ／ｍｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光
   ファイバユニット。