JPS62220912A - ル−スチユ−ブ心線 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光ファイバルースチューブ心線に関する。更に
詳細には、特に低温における伝送損失特性に優れ、機械
的強度の高い光ファイバ心線の新規な構造に関する。

従来の技術 いわゆる光ファイバ素線は、それ自体は脆弱なものなの
で、実際には素線毎に保護被覆を施されて光ファイバ心
線とされ、更に、使用目的に応じて相応しい各種のケー
ブル構造に形成されて、光ファイバケーブルとして実際
の使用に供される。

このような光ファイバ心線あるいはケーブルを構成する
際には、マイクロベンディングによる損失増加を招くよ
うな側圧や、寿命の低下を招く静荷重が光ファイバにか
からないように構成する必要がある。

上述のような要件を満たす光ファイバ心線として、第２
図にその断面を以って示すような、紫外線硬化型樹脂等
でコーティングした光ファイバ素線４を、熱可塑性樹脂
等により作製した鞘体１内に、該鞘体と密着させず、鞘
体１内の空隙あるいは防水性混和物５中で自由に動き得
る状態で収納したルースチューブ心線が提案され、また
実際に使用されている。このルースチューブ心線は、光
ファイバ素線が被覆材と密着していないので、ケーブル
化する際あるいはケーブル敷設の際に、側圧が直接光フ
ァイバに作用することがなく、また鞘体内で光ファイバ
素線に予め余長を与えておくことにより、鞘体の線方向
に応力が作用した場合にも光ファイバに及ぶ影警が小さ
い等の多くの利点を有する。即ち、このようなルースチ
ニーブ型光ファイバ心線は、光ファイバ素線に直接−次
および二次被覆を施した従来の充実型の光ファイバ心線
、いわゆるタイト型心線と比較して、外力に対する大き
な緩衝性を有しているといえる。

しかしながら、ルースチューブ心線は、例えば低温環境
下において鞘体が線方向に収縮し、中のファイバ素線が
弛んで蛇行するために伝送損失が著しく増加する等の問
題点が知られている。

そのためにケーブル化の際に鋼線等の抗張力部材等を付
加することによってチューブの収縮を抑えるような構造
も提案されているが、金属製の部材を用いたこの構造は
電撃、電磁誘導などを受けやすくなったり、またケーブ
ル自体の重量が増加するので、取り扱いの不便のみなら
ず、軽量、無誘導、無漏話、低伝送損失といった光ファ
イバの特徴を損ねることになってしまう。

そこで、ルースチューブ心線の低温条件下における伝送
特性を改善するために、例えば特開昭５８−２０２４０
５号公報に開示されているように、安息香酸の共重合体
の如く、溶融状態で結晶性を呈する高分子液晶材料を、
高い剪断速度や高い引落率で成形することにより、配向
性樹脂を線方向に配向して線方向の強度を得ることが提
案されている。

即ち、配向性液晶高分子は、製造条件によって、線膨張
率が負であるものを得ることができるので、これを利用
してルースチューブ心線の前記問題点を解決せんとした
ものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述のような配向性液晶高分子により形
成された鞘体を備えるルースチューブ心線は、依然とし
て改良さるべき問題点を残している。というのは、液晶
高分子樹脂は、被覆工程において配向された線方向には
極めて良好な引張強度を呈するが、配向方向に直交する
方向では強度が著しく低く、人の手でも容易に裂ける程
になってしまうことである。

このため、低線膨張係数という有利な物性を有する反面
、チューブ表面が僅かな摩擦で毛羽立つ程耐摩耗性が低
く、また、チューブに側圧が作用すると容易に圧壊する
、あるいは屈曲する等、保護被覆としての機能が著しく
低下してしまうという問題があり、依然として実用には
至っていなかった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、低
温度における伝送特性を損ねず、且つ内蔵した光ファイ
バ素線を外力から有効に保護し得る鞘体を備えたルース
チューブ心線を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らはルースチューブ心線の前記諸問題点を克服
すべく種々検討・研究を重ねた結果、ルースチューブ心
線の鞘体を三層構造とし、負の線膨張係数を有する液晶
高分子を挟んで、外表面および内表面を熱硬化性、熱可
塑性あるいは紫外線硬化性の樹脂を配することにより、
低温における伝送損失の増加を抑え、かつ取扱上問題な
く高い機械的強度を達成することができることを見出し
た。

即ち、本発明に従い、少なくとも１本以上の光ファイバ
素線と、該ファイバ素線よりも充分に大きな内径を有す
る鞘体からなるルースチューブ心・線であって、該鞘体
が、その厚さ方向に積層された３層よりなる構造であり
、該３層の最内層は熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂あ
るいは熱可塑性樹脂により形成され、中間層は線方向に
配向した液晶高分子材料により形成され、最外層は熱硬
化性樹脂、紫外線硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂によ
り形成されていることを特徴とする上記ルースチューブ
心線が提供される。

尚、本発明に従うルースチューブ心線を形成する鞘体の
中間層の材料たる配向性液晶高分子材料としては全芳香
族ポリエステル、芳香族−脂肪族ポリエステル共重合体
、全芳香族ポリエステルアミド、芳香族−脂肪族ポリエ
ステルアミド共重合体、芳香族ポリアゾメチン、芳香族
ポリエステル−ポリカーボネート共重合体およびそれら
の混合物を有利に用いることができる。

鞘体の最内層は、直上の液晶高分子層が側圧等により変
形するのを防止する機能を有し、この点から好ましい材
料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル系樹脂
や熱可塑性エラストマーが挙げられる。

また、最外層は、更に耐摩耗性を改善するという観点か
ら、熱硬化性シリコン、エポキシ樹脂、紫外線硬化性ウ
レタンやポリブタジェンアクリレート、ポリオレフィン
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可
塑性樹脂、あるいはエラストマー等によって形成するこ
とが好ましい。

尚、上述のような構造の心線は、押し出し法等の、従来
公知の各種方法を用いて作製することができる。

昨月 本発明に従うルースチューブ心線は、熱膨張率が極めて
小さいかあるいは負であり、またその配向方向には極め
て高い引張強度を有する配向性液晶高分子材料を、機械
的強度あるいは耐摩耗性の高い熱硬化性樹脂、紫外線硬
化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂によってその内外表面を
被覆し、鞘体を形成することにより、ルースチューブ心
線に求められる緒特性を達成している。

即ち、鞘体の内表面を形成する樹脂材料としては、直上
の高分子液晶材料により形成された中間層が曲げや側圧
に対して座屈したりつぶれたりするのを防ぐため、伸び
が大きく比較的柔かい樹脂を、また、外表面を形成する
樹脂材料としては、側圧に対する強度や耐摩耗性の高い
樹脂を用いることにより、全体としては線方向の引張に
対しても、側圧に対しても高い機械的強度を有する鞘体
を形成している。

また、鞘体の最内層および最外層は、正の線膨張率を有
する材料で形成されているので、低温において収縮する
が、液晶高分子は製造条件に応じて負の膨張係数を自由
に設定することができるので、各材料の熱膨張率および
弾性率を考慮してこれを設定することにより、鞘体全体
での熱膨張係数を略零とすることができ、低温における
鞘体の線方向の収縮による伝送損失の増加を低減するこ
とができる。

実施例 以下に、実施例により本発明に従うルースチューブ心線
ｉこついてより具体的に詳述するが、以下に示されるも
のは、本発明の一実施例であり、本発明の技術的範囲を
限定するものではない。

第１図に、本発明に従うルースチューブ心線の断面概略
図を示す。同図に示す如く、本発明に従うルースチュー
ブ心線は、１．２．３の３層よりなる鞘体の内部に複数
の光ファイバ素線４を収納している。このとき、鞘体の
内径は光ファイバ素線４の外径よりも充分に大きく、光
ファイバ素線４は鞘体の内面から離間して収納されてお
り、この空隙には防水性混和物５が充填されている。尚
、収納している光ファイバ素線４は、コア径が５０μｍ
、ファイバ径が１２５μｍ１Δｎ＝１％のＣ，Ｉ型光フ
ァイバに、紫外線硬化性ウレタンアクリレート樹脂をコ
ーティングして外径を２５０μｍにしたものを用いた。

本発明に従い、鞘体の最内層１は、ポリアミド樹脂によ
り形成し、厚さは０．２ｍｍとした。また、中間層２は
、光ファイバ素線の線方向に配向した全芳香族ポリエス
テルにより形成し、厚さは０．２ｍｍとした。更に、最
外層３は、紫外線硬化性ウレタンアクリレートにより形
成し、厚さは０．２ｍｍ　とした。尚、便宜上、以下の
説明においては、参照番号に対応させて、１１１体の内
側から順に、それぞれ第１層、第２層、第３層と呼ぶ。

また、本発明の奏する効果を明確にするために、第１表
に示される材料および寸法によって、各種の構造および
材質の鞘体を有するルースチューブ心線を作製し、その
機械的強度および耐摩耗性および低温環境下における光
伝送損失を測定して比較した。尚、比較試験は、各々の
ルースチューブ心線に対して、波長０．８５μｍの光に
ついて低温における伝送損失を測定し、さらに曲げ試験
、圧壊試験および摩耗試験を実施し、その結果を第２表
に示した。

第１表に示す如く、比較例Ａは、比較的強度が高くまた
、広い温度範囲に亘ってその強度が維持されるとともに
、比重が極めて小さいことで知られるポリアミド１２か
らなる１層のみの鞘体内に前述のような光ファイバ素線
を収納してなるルースチューブ心線である。また、比較
例Ｂは、液晶高分子としての全芳香族ポリエステルを、
線方向に配向して鞘体を形成したものである。比較例Ｃ
は、内層をポリアミド１２、外層を全芳香族ポリエステ
ルとして、また比較例りは、内層を全芳香族ポリエステ
ル、外層を紫外線硬化性ウレタンアクリレートにより、
各々２層構造の鞘体を備えたルースチューブ心線とした
ものである。Ｅは、本発明に従い、第１層をポリアミド
１２、第２層を線方向に配向した全芳香族ポリエステル
、第３層を紫外線硬化性ウレタンアクリレートにより構
成した鞘体を備えたルースチューブ心線である。それぞ
れの層の厚さは、表中に示した通りである。

第２表に示される如く、配向性液晶高分子層の無い心線
では低温における伝送特性が極めて悪化する一方、配向
性液晶高分子層が表面に曝された場合は、伝送特性は向
上するが、耐摩耗性が極めて低い。また、配向性液晶高
分子層が内部に対して露出した構造の心線においても、
側圧に対する耐性が極めて低い。

しかしながら、本発明に従い、３層構造の鞘体を備える
心線では、いずれの特性においても最上のものを示して
いる。

発明の効果 従来のルースチューブ心線は、液晶高分子材料を配向し
てチューブ化し、低線膨張、高弾性率という特徴のある
低温特性に優れたルースチューブ心線を形成していた。

しかしながらその結果、曲げ、側圧に対する耐性および
耐摩耗性が低下し実用的な光ファイバ心線として実用に
供することはできなかった。

本発明に従うルースチューブ心線では、配向性高分子材
料による中間層の内面および外面にそれぞれ機能的な見
地から選択した材料を配することにより外力や摩擦に対
しても大きな改善ができ、実用に付すことが可能になっ
た。

かくして、本発明に従い、低温における鞘体の収縮によ
る伝送損失増加が少なく、機械的強度および耐摩耗性に
おいても好ましい特性を有する光ファイバ心線が実現さ
れる。

このような光ファイバ心線の実現は、光ファイバケーブ
ルを形成する際にも、その構造を簡略にできると同時に
軽指にすることが可能であり、光ファイバ技術の利用に
極めて大きな意義のあるものといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うルースチューブ心線の断面図で
あり、 第２図は、配向性液晶高分子材料を用いた従来のルース
チューブ心線の断面図である。 （主な参照番号） ■、３・・樹脂層、 ２・・・・配向性液晶高分子層、 ４・・・・光ファイバ毒線、 ５・・・・防水性混和物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１本以上の光ファイバ素線と、該ファ
   イバ素線よりも充分に大きな内径を有する鞘体からなる
   ルースチューブ心線であって、 該鞘体が、その厚さ方向に積層された３層よりなる構造
   であり、該３層の最内層は熱硬化性樹脂、紫外線硬化性
   樹脂あるいは熱可塑性樹脂により形成され、中間層は線
   方向に配向した液晶高分子材料により形成され、最外層
   は熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹
   脂により形成されていることを特徴とする上記ルースチ
   ューブ心線。
2. （２）前記光ファイバ素線と前記鞘体の間隙は、防水性
   混和物が充填されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のルースチューブ心線。
3. （３）前記鞘体の中間層をなす配向性液晶高分子材料は
   、全芳香族ポリエステル、芳香族−脂肪族ポリエステル
   共重合体、全芳香族ポリエステルアミド、芳香族−脂肪
   族ポリエステルアミド共重合体、芳香族ポリアゾメチン
   、芳香族ポリエステル−ポリカーボネート共重合体また
   はそれらの混合物であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項および第２項記載のルースチューブ心線。
4. （４）前記鞘体の最内層を形成する樹脂材料は、ポリエ
   チレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン系樹脂、ポリ
   アミド樹脂、ポリエステル系樹脂や熱可塑性エラストマ
   ーであり、前記鞘体の最外層を形成する樹脂材料が、熱
   硬化性シリコン、エポキシ樹脂、紫外線硬化性ウレタン
   、ポリブタジエンアクリレート、ポリオレフィン系樹脂
   、ポリエステル系樹脂あるいはポリアミド樹脂であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の
   ルースチューブ心線。