JPS61200515A - オ−ルｕｖ樹脂被覆光フアイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明は、被覆の全部の層にＵＶＭｉＩ脂（紫外線硬
化型樹脂）を使用する。オールＵＶＺ脂被覆光ブアイバ
に関するものである。

［従来の技術と発明の背景］ オールＵＶ樹脂被覆光ファイバは、その被覆構造によっ
ては、低温で著しい損失増加を生ずるものがある。たと
えば−４０９Ｃにおける損失が２０°Ｃにおけるよりも
数十ｄＢも増加するものがある。

この現象は、被覆の材料特性（ヤング率、ポアソン比、
線膨張係数など）や構造、被覆条件どに依存する。

損失増加は、何らかの原因で光ファイバにマイクロベン
ドが与えられて生ずるものである。

従来から使用されている、シリコーン樹脂とナイロンの
３層被覆構造の心線の低温特性は、光ファイバの軸方向
の収縮が損失増加をもたらことが知られている。

しかしオールＵＶ樹脂被覆光ファイバの低温特性は、従
来のものと損失増加のメカニズムが異なる。

種々の被覆構造からなるオールＵＶ樹脂被覆光ファイバ
の低温特性を調査した結果、ＵＶ被覆の径方向の収縮に
よる光ファイバへの側圧が、低温時の損失増加の大きな
原因であることが分った。

そこで、低温下で光ファイバに側圧が加わらないように
構成したオールＵＶ樹脂被覆光ファイバを提供すること
が、この発明の目的である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、第１図および第５図のように。

（１）光ファイバ上に、２層以上のＵＶ樹脂を被覆し、
かつ第１層の被覆２１のヤング率Ｅ１が、第２層の被覆
２２のヤング率Ｅ２または第２層以上の被覆全体２１　
、２２−−−−２ｎの実効的のヤング率Ｅｎよりも小さ
くしてある（すなわちＥ、＜ＥｌまたはＥｌ＜Ｅｎの）
オールＵＶ樹脂被覆光ファイバに関するものであること
、（２）第１層の被覆２１の線膨張係数α１が、第２層
の被覆２２の線膨張係数α２または第２層以上の被覆全
体の実効的の線膨張係数αｎよりも大きく（すなわち、
αｌ〉α２またはα、〉αｎに）しであること、 （３）温度変化によって光ファイバに加わる半径方向の
応力の総和がゼロになるように、各層の厚みが規定しで
あること、 を特徴とする。

［その説明］ 被覆が２層の場合について説明する。

第１図において、１０は光ファイバ、２１は一法被覆、
２２は二次被覆である。また Ｅ１ニー・法被覆のヤング率 Ｅｌ　二二次被覆のヤング率 νＸ　ニー次被覆のポアソン比 ν２　二二次被覆のポアソン比 α１　ニー次被覆の線膨張係数 α２　：二次被覆の線膨張係数 ａ：光ファイバの半径 すニー次被覆の半径 Ｃ：二次被覆の半径 である。

（１）Ｅ、＜Ｅｌにすることについて二従来のシリコー
ン樹脂とナイロンの被覆の場合は、経験則的にＥ　１　
＜　＜　Ｅ　２にして、側圧特性の改善を図っていた。

この考えは、オールＵＶ樹脂被覆光ファイバの場合にも
継承され、かつ発表された文献中にも記載されている。

（２）α、〉α２にすることについてニー法被覆、二次
被覆が低温収縮したとき、もしα皿＝α２であったとす
ると、収縮力が側圧となって光ファイバに伝わる。

しかし、α１〉α２にしであるから、−法被覆は二次被
覆よりも多く収縮する。またＥ、＜Ｅｌになっている。

だから次のようになる（第２図）。

もし−法被（ｉ２１と二次被覆２２とが境界で接着して
いないとすると、それらの間に隙間ができ、かつ−法被
覆の内径も縮少する。

しかし−法被覆と二次被覆とは接着して一体になってい
るので、−法被覆２１は、二次被覆２２との境界面を基
準にして収縮する。そのために−法被覆２１と光ファイ
バ１０との界面においては、二次被覆側２２に向う張力
が働く。

−次被覆と二次被覆との厚み、すなわちｂとＣの値が適
当であると、上記の一次被覆２１の張力と二次被覆２２
の収縮力とが平衡し、光ファイバに加わる応力がゼロに
なる。

（３）各層の厚みについてニ 一次被覆と二次被覆の材料が決まると、実験的に、ある
いは下記の計算により、光ファイバに加わる応力がゼロ
になる各層の厚みを求めることができる。

これが、特許請求の範囲の第１項に述べているところの
ものである。

なお、一般にＥ、＜＜Ｅ２になるような材料が選択され
るが、そうすると、後記のように、−次被覆の厚みを決
めるだけで、光ファイバに加わる応力をゼロにすること
ができる。

［計算による各層の厚みの求め方］ −法被覆、二次被覆が収縮したとき、光ファイバの表面
に加わる応力をＰａとすると、焼きばめ（材料力学）の
理論から。

と表わせる。ここで、ｔｏは室温、ｔｌは考察している
温度（たとえば−２０°Ｃ）である。

また、Ａ、Ｂは、 である。

低温で、 Ｐ　ａ　＝　Ｏ（３） であればよいのであるから、（１）式と（３）式とから
（４〕式を得る。

（２）式を使って、Ａ／Ｂを実行すると（５）式を得る
。

第３図に、（４）　（５）式から求めた、二次被覆の外
径２ｃと一次被覆の最適外径２ｂとの関係を示した。

なお、この場合はＥ、＜＜Ｅ、、になっているので、　
　２ｂの値は、はとんど２Ｃの値に依存していない。

また第４図に、（４）（５）式から求めた。縁線膨張係
数比と一次被覆の最適外径２ｂとの関係を示した。

一法被覆、二次被覆の材料を決めると１以上の関係を利
用して各層の厚みを決めることができる。

［特にＥＩくくＥ２の場合について］ Ｅ　、＜　＜　Ｅ　２の条件下では、（５）式は、とな
り、（８）式から、−次被覆の外径２ｂは。

となる。

これが、特許請求の範囲の第２項に述べているところの
ものである。

［被覆が２層以上の場合］ 第５図のように、被覆がｎ層の場合は、上記のＥ２．　
　ν２、α２の代りに、第１層２ｎから二次被覆２２ま
での実効的な数値、Ｅｎ、　　νｎ、αｎ、を考えれば
、後は上記と同じように処理することができる。

［実施例］ 次の第１表のような被覆構造を持つ３種類の光ファイバ
を試作し、その損失増の温度特性を測定した。その結果
を第６図示す（２０°Ｃ基準）。

＃１のファイバは低温で大きな損失増が見られたが、＃
２と＃３のファイバは低温でも損失増がなかった。

第１表 なおこれらＵＶ樹脂の特性は次の第２表のとおりである
。

第２表 なお、上記のＡ１．Ａ７．Ｂ樹脂の外、市販さ＾ている
ものとして、−法被覆材には、米国ＤｅＳｏｔｏ　Ｉｎ
ｃ、社の「デソライトＪ　９５０ｘ０３０、同９５０ｘ
０６５．同９５０ｘ０４１．同９５０ｘ０６９　、同９
５０ｘ０７１を、また二次被覆材には、同社の［デソラ
イＮ　９５０ｘ０４４、同９５０ｘｌＯ１、同９５０ｘ
０４２．同９５０ｘｌＯＯを、それぞれ使用することが
できる。

１発明の効果］ 光ファイバ上に、　２層以上のＵＶ樹脂を被覆し、かつ
第１層の被覆のヤング率が、第２層の被覆のヤング率ま
たは第２Ｎ以上の被覆全体の実効的のヤング率よりも小
さくしてあるオールＵＶ樹脂被覆光ファイバにいて、第
１層の被覆の線膨張係数が、第２層の被覆の線膨張係数
または第２層以上の被覆全体の実効的の線膨張係数より
も大きくしてあり、かつ温度変化によって光ファイバに
加わる半径方向の応力の総和がゼロになるように、各層
の厚みが規定しであるので、光ファイバに加わる側圧を
ゼロにすることができるようになる。

すなわち、低温における損失増加の非常に大きな原因の
一つを無くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、 第２図は収縮する場合の説明図、 第３図は光ファイバに圧力が加わらない最適−次被覆外
径と二次被覆外径との関係線図、第４図は光ファイバに
圧力が加わらない最適−次被覆外径と線膨張係数の比と
の関係線図。 第５図は被覆が３層以上の場合の説明図、第６図は実施
例における温度特性を示す線図である。 ｌＯ：光ファイバ ２１ニ一次被覆 ２２二二次被覆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ上に、２層以上のＵＶ樹脂を被覆し、
   かつ第１層の被覆のヤング率が、第２層の被覆のヤング
   率または第２層以上の被覆全体の実効的のヤング率より
   も小さくしてあるオールＵＶ樹脂被覆光ファイバにおい
   て、 第１層の被覆の線膨張係数が、第２層の被覆の線膨張係
   数または第２層以上の被覆全体の実効的の線膨張係数よ
   りも大きくしてあり、 かつ温度変化によつて光ファイバに加わる半径方向の応
   力の総和がゼロになるように、各層の厚みが規定してあ
   ることを特徴とする、オールＵＶ樹脂被覆光ファイバ。
2. （２）第１層の被覆のヤング率が、第２層の被覆のヤン
   グ率または第２層以上の被覆全体の実効的のヤング率よ
   りも著しく小さくしてあり、 かつ第１層の被覆の外径２ｂが、次式で表せるようにな
   つていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載のオールＵＶ樹脂被覆光ファイバ。 ２ｂ＝２ａ／｛√［１−２（１−ν＿１）］Ｒ｝ただし
   、２ａは光ファイバの直径、ν＿１は第１層の被覆のポ
   アソン比であり、第１層の被覆の線膨張係数をα＿１、
   第２層の被覆の線膨張係数をα＿２、また第２層以上の
   被覆全体の実効的の線膨張係数をαｎ、ｔ＿０を室温、
   ｔ＿１を考察している温度とするとき、Ｒは、 ▲数式、化学式、表等があります▼ または ▲数式、化学式、表等があります▼ で表される数値である。