WO2018062365A1 - 光ファイバリボン、光ファイバケーブル、および光ファイバリボンの製造方法 - Google Patents

光ファイバリボン、光ファイバケーブル、および光ファイバリボンの製造方法 Download PDF

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村田　暁
瑞基 伊佐地
智晃 梶
由恵 佐島
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Fujikura Ltd
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    • G02B6/4486—Protective covering

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber ribbon, an optical fiber cable, and a method for manufacturing an optical fiber ribbon.
  • an optical fiber ribbon as shown in Patent Document 1 is known.
  • the optical fiber ribbon is formed by connecting a plurality of optical fiber colored core wires to each other at a connecting portion.
  • Each optical fiber colored core includes an optical fiber bare wire, a primary layer covering the bare optical fiber, a secondary layer covering the primary layer, and a colored layer disposed outside the secondary layer.
  • the primary layer is formed of a soft material having a small Young's modulus, so that an external force applied to the bare optical fiber can be relaxed and an increase in light transmission loss due to the external force can be suppressed.
  • an optical fiber bare wire and a primary layer can be protected from external force by forming with a high Young's modulus and a hard material. Further, the colored layer is colored to identify the optical fiber colored core wires.
  • the primary layer described above may be formed of a UV curable resin.
  • the UV curable resin serving as the primary layer is cured by irradiating UV light, the reliability of the optical fiber ribbon may be lowered due to insufficient curing.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to ensure the reliability of an optical fiber ribbon in which a primary layer is formed of a UV curable resin.
  • an optical fiber ribbon is an optical fiber in which a plurality of optical fiber colored core wires are connected to each other at a connecting portion formed of a UV curable resin.
  • Each of the optical fiber colored cores is a ribbon, a primary layer formed of a UV curable resin that covers the bare optical fiber, and a UV curable resin that covers the primary layer.
  • the reliability of the optical fiber ribbon in which the primary layer is formed of a UV curable resin can be ensured.
  • FIG. 1 is a sectional view of an optical fiber colored core wire according to this embodiment.
  • the optical fiber colored core wire 1 includes an optical fiber bare wire 2, a primary layer 3, a secondary layer 4, and a colored layer 5.
  • the bare optical fiber 2 is formed of, for example, quartz glass and transmits light.
  • the mode field diameter (MFD) of the bare optical fiber 2 is, for example, 8.2 to 9.6 ⁇ m for light having a wavelength of 1310 nm.
  • the primary layer 3 is made of a UV curable resin and covers the bare optical fiber 2.
  • the secondary layer 4 is formed of a UV curable resin and covers the primary layer 3.
  • the colored layer 5 is formed of a colored UV curable resin and is disposed outside the primary layer 3 and the secondary layer 4.
  • the specific material of UV curable resin used as the primary layer 3, the secondary layer 4, and the colored layer 5 may mutually be the same, and may differ respectively.
  • these UV curable resins for example, acrylate resins can be used.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an optical fiber ribbon 51 provided with the optical fiber colored core wire 1 of FIG.
  • the optical fiber ribbon 51 is formed by connecting a plurality of optical fiber colored cores 1 with connecting portions 115 arranged at intervals. More specifically, a plurality of optical fiber colored core wires 1 are arranged, and adjacent optical fiber colored core wires 1 are connected by a connecting portion 115.
  • a direction in which the optical fiber colored core wire 1 extends is referred to as a longitudinal direction
  • a direction in which a plurality of optical fiber colored core wires are arranged is referred to as a width direction.
  • the width direction is orthogonal to the longitudinal direction.
  • the connecting portions 115 are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the optical fiber colored core wire 1.
  • 115 is arranged at a position shifted in the longitudinal direction.
  • the connection part 115 is arrange
  • the optical fiber ribbon 51 By forming the optical fiber ribbon 51 as shown in FIG. 2, the optical fiber ribbon 51 can be rounded into a cylindrical shape or folded. For this reason, the some optical fiber colored core wire 1 can be bundled with high density. Furthermore, the adjacent optical fiber colored core wires 1 are connected by a connecting portion 115 that is spaced apart in the longitudinal direction. For this reason, the specific optical fiber colored core wire 1 can be easily taken out by peeling off some of the connecting portions 115.
  • the connecting part 115 is made of a UV curable resin.
  • the optical fiber ribbon 51 includes four optical fiber colored cores 1, but the optical fiber ribbon 51 may be formed using five or more optical fiber colored cores 1. Good.
  • the optical fiber ribbon 51 can be used for a loose tube cable, a slot type cable, a ribbon type center tube cable, a wrapping tube cable, a micro duct cable, and the like.
  • the micro duct cable is a kind of loose tube cable, in which optical fibers are packed in a thin loose tube at high density. Due to such a structure, a relatively strong lateral pressure acts on the optical fiber colored core wire 1 in the loose tube cable, and the light transmission loss may increase due to microbending.
  • the secondary layer 4 or the colored layer 5 is formed of a hard material, and the primary layer 3 is formed of a soft material. It is valid. Thus, by softening the primary layer 3 in contact with the bare optical fiber 2 and hardening the secondary layer 4 or the colored layer 5 located outside the primary layer 3, the bare optical fiber 2 can be effectively removed from external force. Can be protected.
  • the Young's modulus of the secondary layer 4 or the colored layer 5 is preferably in the range of 700 MPa to 1400 MPa, for example.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an optical fiber cable 50 using the optical fiber ribbon 51.
  • the optical fiber cable 50 includes a plurality of optical fiber ribbons 51, a binding material 53, a wrapping tube 54, a cylindrical sheath 55, a pair of strength members 56, and a pair of tear strings 57. .
  • the binding material 53 bundles the optical fiber ribbons 51.
  • the wrapping tube 54 covers the optical fiber ribbon 51 bundled with the binding material 53.
  • the sheath 55 covers the optical fiber ribbon 51 together with the wrapping tube 54.
  • the pair of strength members 56 are embedded in the sheath 55.
  • the pair of tear strings 57 are embedded at positions close to the inner peripheral surface in the sheath 55.
  • marker protrusions 58 project from the positions where the pair of tear strings 57 are arranged.
  • the marker protrusion 58 is formed along the tear string 57 and indicates a position where the tear string 57 is embedded.
  • the optical fiber cable 50 may not include the wrapping tube 54, the tensile body 56, the tear string 57, and the marker protrusion 58. Further, the optical fiber cable 50 may include only one optical fiber ribbon 51.
  • a bare wire forming process is first performed.
  • the optical fiber bare wire 2 is formed.
  • the bare optical fiber 2 is drawn out of, for example, a glass base material heated to about 2000 ° C. and formed to have a desired outer diameter.
  • the outer diameter of the bare optical fiber 2 is, for example, about several hundred ⁇ m.
  • a primary layer forming step is performed.
  • a UV curable resin to be the primary layer 3 is applied around the bare optical fiber 2. Thereafter, the applied UV curable resin is irradiated with UV light and cured to form the primary layer 3.
  • a secondary layer forming step is performed.
  • a UV curable resin that becomes the secondary layer 4 is applied around the primary layer 3. Thereafter, the applied UV curable resin is irradiated with UV light and cured to form the secondary layer 4. In addition, after applying the UV curable resin that becomes the primary layer 3 around the bare optical fiber 2, the UV curable resin that becomes the secondary layer 4 is continuously applied thereon and irradiated with UV light.
  • the primary layer 3 and the secondary layer 4 may be cured together. That is, the primary layer forming step and the secondary layer forming step may be performed simultaneously.
  • a colored layer forming step is performed.
  • a UV curable resin that becomes the colored layer 5 is applied around the secondary layer 4. Thereafter, the applied UV curable resin is irradiated with UV light and cured to form the colored layer 5. Thereby, the optical fiber colored core wire 1 is obtained.
  • a ribbon forming process is performed. In the ribbon forming process, a UV curable resin that becomes the connecting portion 115 is applied to a plurality of optical fiber colored core wires 1 at a plurality of locations at intervals in the longitudinal direction. Thereafter, the applied UV curable resin is cured by irradiating UV light to form the connecting portion 115. Thereby, the some optical fiber colored core wire 1 is mutually connected, and the optical fiber ribbon 51 is obtained.
  • the optical fiber cable 50 is obtained by accommodating the optical fiber ribbon 51 in the sheath 55.
  • UV light irradiation is performed a plurality of times.
  • this inventor discovered that hardening of the primary layer 3 may advance also in the process after a primary layer formation process. Specifically, when the curing of the primary layer 3 in the primary layer forming process is insufficient, the UV light transmitted through the secondary layer 4 and the colored layer 5 is irradiated to the primary layer 3 when the UV light is irradiated in the subsequent process. And the hardening of the primary layer 3 proceeds.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 becomes hard beyond a desired range, and the light transmission loss may increase due to insufficient effect of the external layer to relax the external force. . Further, due to insufficient curing of the primary layer 3, when water comes into contact with the optical fiber ribbon 51, the primary layer 3 is separated from the bare optical fiber 2 or the primary layer 3 and the bare optical fiber 2. In some cases, a water bubble may be interposed between the two and a side pressure may be applied to the bare optical fiber 2.
  • the MFD is 9.1 ⁇ m
  • the outer diameter of the bare optical fiber 2 is 125 ⁇ m
  • the outer diameter of the primary layer 3 is 190 ⁇ m
  • the outer diameter of the secondary layer 4 is 239 ⁇ m in light having a wavelength of 1310 nm.
  • the optical fiber colored core wire 1 having an outer diameter of the colored layer 5 of 252 ⁇ m is used.
  • the optical fiber colored core wire 1 is compliant with G652D or G657A1 established by, for example, the International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T).
  • the outer diameters of the primary layer 3, the secondary layer 4 and the colored layer 5 described above are design values, and actual dimensions have an error of about ⁇ 3 ⁇ m. Moreover, the said dimension etc. are examples, The result obtained from each example shown in Table 1 is applicable also to the optical fiber colored core wire 1 which changed the dimension and MDF from said value.
  • Primary Young's modulus in Table 1 refers to the Young's modulus of the primary layer 3 in each state during the manufacturing process of the optical fiber cable 50.
  • “primary Young's modulus before coloring” indicates the Young's modulus of the primary layer 3 after the secondary layer forming step.
  • the “primary Young's modulus after coloring” indicates the Young's modulus of the primary layer 3 after the colored layer forming step.
  • “Primary Young's modulus after ribbon formation” indicates the Young's modulus of the primary layer 3 after the ribbon forming step.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 is obtained by measuring the strain by applying a shear stress to the primary layer 3 with the bare optical fiber 2 fixed, and drawing a stress-strain curve.
  • the Young's modulus of Example 1 For example, focusing on the primary Young's modulus of Example 1, it is 0.50 MPa before coloring, 0.60 MPa after coloring, and 0.63 MPa after ribboning. As described above, the Young's modulus of the primary layer 3 increases as the process proceeds, meaning that the curing of the primary layer 3 is progressing by the UV light transmitted through the secondary layer 4 and the colored layer 5. To do. This tendency is common to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5.
  • the degree of curing is shown together with the value of each primary Young's modulus.
  • the degree of cure is the ratio of the primary Young's modulus to the numerical value of the saturated primary Young's modulus described later.
  • the primary Young's modulus before coloring in Example 1 is 0.50 MPa
  • the saturated primary Young's modulus is 0.70 MPa.
  • the degree of curing before coloring in Example 1 can be calculated as 0.50 ⁇ 0.70 ⁇ 0.71 (71%). Therefore, in the column of “primary Young's modulus before coloring” in Example 1, a value of 71% indicating the degree of cure is written together with a value of 0.50 MPa.
  • “Saturated primary Young's modulus” in Table 1 indicates the saturated Young's modulus of the primary layer 3. More specifically, in a state where the UV curable resin that becomes the primary layer 3 is applied to the bare optical fiber 2, UV light including a wavelength that contributes to the curing reaction is sufficient for the primary layer 3 to completely cure. It means the Young's modulus of the primary layer 3 when only irradiation is performed. For example, in this embodiment, when UV light having a central wavelength of about 365 nm is irradiated to the UV curable resin to be the primary layer 3 at 1 J / cm 2 , the Young layer of the primary layer 3 can be irradiated even if UV light is further irradiated. The rate did not increase.
  • This state is defined as a state in which the primary layer 3 is completely cured. Moreover, since the above-mentioned “curing degree” is calculated based on the saturated Young's modulus, it is an index indicating how much the primary layer 3 is cured in each state.
  • the “microbend characteristics” in Table 1 indicates the stability of light transmission with respect to the lateral pressure of the optical fiber colored core wire 1. Specifically, in IEC-TR62221 Method-B, the magnitude of the transmission loss of light transmitted through the bare optical fiber 2 under the conditions of tension 1N, sandpaper # 360, length 600 m, bobbin size ⁇ 400 mm It is measured.
  • “Cable characteristics” in Table 1 shows the result of measuring the magnitude of light transmission loss when an optical fiber cable is prepared using the optical fiber ribbon 51. Specifically, the result of changing the ambient temperature in the range of ⁇ 40 ° C. to + 85 ° C. in the optical fiber cable having 864 optical fiber colored cores 1 is shown. As a result, if the transmission loss of light with a wavelength of 1550 nm is 0.15 dB / km or less, it is OK (good), and if it is larger, it is NG (bad). In addition, when the numerical value of the above-mentioned micro bend characteristic is large, since the transmission loss of light tends to increase by applying a side pressure to the optical fiber colored core wire 1, the cable characteristic is also likely to deteriorate. For example, in Comparative Example 2, the value of “microbend characteristics in the ribbon state” is 0.40 dB / km, which is the largest in Table 1, and the test result of “cable characteristics” is also poor.
  • the “ribbon 60 ° C. hot water immersion test” in Table 1 shows the stability of the optical fiber ribbon 51 to water. Specifically, an optical fiber ribbon 51 having 12 optical fiber colored cores 1 was immersed in warm water at 60 ° C. for one month. If the transmission loss of light having a wavelength of 1550 nm is 0.05 dB / km or less in an immersed state or after being taken out from warm water, it is OK (good), and if it is larger, it is NG (bad).
  • Example 3 in which the value of the primary Young's modulus after ribbon formation is relatively large.
  • the test result of the cable characteristics is good.
  • the primary Young's modulus after ribbon formation is 0.73 MPa, and in Comparative Example 1 which is the second largest after Example 3, the test result of the cable characteristics is poor. From this result, the primary Young's modulus after ribbon formation is preferably 0.72 MPa or less.
  • Example 4 attention is focused on Example 4 and Comparative Example 5 in which the value of the primary Young's modulus after ribbon formation is relatively small.
  • Example 4 in which the primary Young's modulus after ribbon formation is 0.20 MPa, the test result of the cable characteristics is good.
  • Comparative Example 5 where the primary Young's modulus after ribbon formation is 0.17 MPa, which is the second smallest after Example 4, the test result of the cable characteristics is poor.
  • the primary Young's modulus after ribbon formation is preferably 0.20 MPa or more. From the above consideration, the primary Young's modulus after ribbon formation is preferably in the range of 0.20 MPa to 0.72 MPa.
  • the optimum numerical range of the ratio of the primary Young's modulus after ribbon formation to the saturated primary Young's modulus (hereinafter simply referred to as “degree of hardening after ribbon formation”) will be considered.
  • degree of curing after ribbon formation When the degree of curing after ribbon formation is low, when the ribbon 60 ° C. hot water immersion test is performed, the primary layer 3 is peeled off from the bare optical fiber 2 due to water coming into contact with the optical fiber ribbon 51, and the light transmission loss increases. . Therefore, the optimum numerical range of the degree of cure after ribbon formation can be judged from the result of the ribbon 60 ° C. hot water immersion test.
  • Example 2 In Table 1, attention is paid to Example 2 and Comparative Example 3 in which the value of the degree of cure after ribbon formation is relatively small. In Example 2 where the degree of cure after ribbon formation is 75%, the result of the ribbon 60 ° C. hot water immersion test is good. On the other hand, the result of the ribbon 60 ° C. hot water immersion test of Comparative Example 3 in which the degree of cure after ribbon formation is 73%, which is the second smallest after Example 2, is poor. From this result, it is preferable that the degree of cure after ribbon formation is 75% or more. In Table 1, the maximum value of the degree of cure after ribbon formation is 97% of Example 5, but when the degree of cure after ribbon formation is greater than 97%, the primary layer 3 peels off from the bare optical fiber 2. It is thought that it can be suppressed more reliably. Therefore, the degree of cure after ribbon formation may be greater than 97%.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 in a state where the plurality of optical fiber colored cores 1 are connected to form the optical fiber ribbon 51 is 75% or more with respect to the saturation Young's modulus of the primary layer 3. It is preferable to do. By doing so, the degree of cure of the primary layer 3 in the state of the optical fiber ribbon 51 reaches a level sufficient to satisfy the characteristics of the optical fiber ribbon 51. Thereby, when the optical fiber ribbon 51 contacts with water, it can suppress that the primary layer 3 peels from the optical fiber bare wire 2. FIG. Therefore, an increase in light transmission loss caused by contact of the optical fiber ribbon 51 with water can be suppressed and reliability can be ensured.
  • the primary layer 3 is formed of a material having a saturation Young's modulus of 0.88 MPa or less, even if the primary layer 3 is hardened after the primary layer forming step, the primary layer 3 is formed of the optical fiber ribbon 51. Soft enough to meet the properties. Therefore, the external force transmitted to the bare optical fiber 2 can be relaxed and the anti-microbend characteristics can be ensured.
  • the Young's modulus of the primary layer 3 in the state of the optical fiber ribbon 51 is set to 0.72 MPa or less, the transmission loss of light that occurs when a side pressure is applied to the optical fiber colored core wire 1 is suppressed, and Microbend characteristics can be ensured.
  • the Young's modulus is set to 0.20 MPa or more, it is possible to suppress the relaxation of the external force applied to the bare optical fiber 2 due to the excessively soft primary layer 3.
  • the primary layer 3 and the bare optical fiber 2 can be protected from external force or impact.
  • the optical fiber cable 50 is preferably manufactured using the optical fiber ribbon 51 whose primary layer 3 has a degree of curing after ribbonization of 75% or more. Thereby, for example, even when water enters the sheath 55, the primary layer 3 can be prevented from peeling from the bare optical fiber 2, and the reliability of the optical fiber cable 50 can be secured.
  • the colored layer 5 also serves as the secondary layer 4 so that the primary layer 3 and the colored layer 5 are adjacent to each other. You may do it.
  • the primary Young's modulus before coloring refers to the Young's modulus of the primary layer 3 after the primary layer forming step.
  • the connecting portions 115 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this.
  • the connecting portions 115 may not be arranged in a staggered manner, and the connecting portions 115 may integrally cover the plurality of optical fiber colored core wires 1.

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Abstract

複数の光ファイバ着色心線同士を、ＵＶ硬化型樹脂により形成された連結部で互いに連結してなる光ファイバリボンであって、前記光ファイバ着色心線はそれぞれ、光ファイバ裸線と、前記光ファイバ裸線を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、前記プライマリ層を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、前記セカンダリ層の外側に配置され、着色されたＵＶ硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して７５％以上である、光ファイバリボン。

Description

光ファイバリボン、光ファイバケーブル、および光ファイバリボンの製造方法
　本発明は、光ファイバリボン、光ファイバケーブル、および光ファイバリボンの製造方法に関する。
　本願は、２０１６年９月３０日に、日本に出願された特願２０１６－１９４５４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から、特許文献１に示されるような光ファイバリボンが知られている。この光ファイバリボンは、複数の光ファイバ着色心線を連結部で互いに連結して形成されている。各光ファイバ着色心線は、光ファイバ裸線と、光ファイバ裸線を覆うプライマリ層と、プライマリ層を覆うセカンダリ層と、セカンダリ層の外側に配置された着色層と、を備えている。プライマリ層は、ヤング率が小さく柔らかい材質で形成されることで、光ファイバ裸線に加わる外力を緩和し、この外力によって光の伝送損失が増加するのを抑えることができる。また、プライマリ層の外側に配置されるセカンダリ層については、ヤング率が大きく硬い材質で形成されることで、光ファイバ裸線およびプライマリ層を外力から保護することができる。さらに、着色層には、光ファイバ着色心線同士を識別するための着色がなされている。
日本国特開２０１３－１３４４７７号公報
　ところで、上記したプライマリ層は、ＵＶ硬化型樹脂によって形成される場合がある。この場合、プライマリ層となるＵＶ硬化型樹脂にＵＶ光を照射して硬化させた際に、硬化が不十分であることにより、光ファイバリボンの信頼性が低下する可能性があった。
　本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、プライマリ層がＵＶ硬化型樹脂で形成されている光ファイバリボンの信頼性を確保することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る光ファイバリボンは、複数の光ファイバ着色心線同士を、ＵＶ硬化型樹脂により形成された連結部で互いに連結してなる光ファイバリボンであって、前記光ファイバ着色心線はそれぞれ、光ファイバ裸線と、前記光ファイバ裸線を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、前記プライマリ層を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、前記セカンダリ層の外側に配置され、着色されたＵＶ硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して７５％以上となっている。
　本発明の上記態様によれば、プライマリ層がＵＶ硬化型樹脂で形成されている光ファイバリボンの信頼性を確保することができる。
本実施形態に係る光ファイバ着色心線の断面図である。 本実施形態に係る光ファイバリボンの構成を説明する図である。 本実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。
　以下、本実施形態に係る光ファイバリボンおよび光ファイバケーブルの構成を、図１～図３を参照しながら説明する。なお、図１～図３では、各構成部材の形状を認識可能とするために縮尺を適宜変更している。
　図１は、本実施形態に係る光ファイバ着色心線の断面図である。図１に示すように、光ファイバ着色心線１は、光ファイバ裸線２と、プライマリ層３と、セカンダリ層４と、着色層５と、を備えている。
　光ファイバ裸線２は、例えば石英系ガラスなどにより形成され、光を伝達する。光ファイバ裸線２のモードフィールド径（ＭＦＤ）は、例えば波長１３１０ｎｍの光において８．２～９．６μｍである。プライマリ層３は、ＵＶ硬化型樹脂により形成され、光ファイバ裸線２を覆っている。セカンダリ層４は、ＵＶ硬化型樹脂により形成され、プライマリ層３を覆っている。着色層５は、着色されたＵＶ硬化型樹脂により形成され、プライマリ層３およびセカンダリ層４の外側に配置されている。
　なお、プライマリ層３、セカンダリ層４、および着色層５となるＵＶ硬化型樹脂の具体的な材質は互いに同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。これらのＵＶ硬化型樹脂としては、例えばアクリレート樹脂などを用いることができる。
　図２は、図１の光ファイバ着色心線１を備えた光ファイバリボン５１の構成を説明する図である。図２に示すように、光ファイバリボン５１は、複数の光ファイバ着色心線１同士を、間隔を空けて配置された連結部１１５で連結して形成されている。より詳しくは、複数の光ファイバ着色心線１が並べられるとともに、隣り合う光ファイバ着色心線１同士が、連結部１１５で連結されている。以下、光ファイバ着色心線１が延びる方向を長手方向といい、複数の光ファイバ着色心線が並べられた方向を幅方向という。幅方向は、長手方向に直交する。連結部１１５は、光ファイバ着色心線１の長手方向に一定間隔をおいて配置されている。隣り合う光ファイバ着色心線１同士を連結する連結部１１５の位置に対して、当該隣り合う光ファイバ着色心線１の一方とそれに隣り合う他の光ファイバ着色心線１とを連結する連結部１１５は、長手方向にずれた位置に配置されている。このように、連結部１１５は、幅方向及び長手方向に対して千鳥状に配置されている。
　図２に示すように光ファイバリボン５１を形成することで、光ファイバリボン５１を丸めて筒状にしたり、折り畳んだりすることができる。このため、複数の光ファイバ着色心線１を高密度に束ねることができる。さらに、隣り合う光ファイバ着色心線１同士が、長手方向に間隔を空けて配置された連結部１１５によって連結されている。このため、一部の連結部１１５を剥離させることで容易に特定の光ファイバ着色心線１を取り出すことができる。
　連結部１１５は、ＵＶ硬化型樹脂により形成されている。なお、図２の例では、光ファイバリボン５１は４本の光ファイバ着色心線１を備えているが、５本以上の光ファイバ着色心線１を用いて光ファイバリボン５１を形成してもよい。
　光ファイバリボン５１は、ルースチューブケーブル、スロット型ケーブル、リボン型センターチューブケーブル、ラッピングチューブケーブル、およびマイクロダクトケーブルなどに用いることができる。マイクロダクトケーブルとは、ルースチューブケーブルの一種であり、細径のルースチューブに光ファイバを高密度に詰め込んだものである。このような構造のため、ルースチューブケーブルでは光ファイバ着色心線１に比較的強い側圧が作用し、マイクロベンドによって光の伝達損失が増加する場合がある。
　側圧が作用した際の光の伝達損失を抑えて、耐マイクロベンド特性を向上させるためには、セカンダリ層４または着色層５を硬い材質で形成し、プライマリ層３を柔らかい材質で形成することが有効である。このように、光ファイバ裸線２に接するプライマリ層３を柔らかくし、プライマリ層３の外側に位置するセカンダリ層４または着色層５を硬くすることで、光ファイバ裸線２を外力から効果的に保護することができる。セカンダリ層４若しくは着色層５のヤング率としては、例えば７００ＭＰａ以上１４００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。
　図３は、光ファイバリボン５１を用いた光ファイバケーブル５０の一例を示す図である。この光ファイバケーブル５０は、複数の光ファイバリボン５１と、結束材５３と、ラッピングチューブ５４と、筒状のシース５５と、一対の抗張力体５６と、一対の引き裂き紐５７と、を備えている。
　結束材５３は、光ファイバリボン５１を束ねている。ラッピングチューブ５４は、結束材５３により束ねられた光ファイバリボン５１を覆っている。シース５５は、光ファイバリボン５１をラッピングチューブ５４ごと被覆している。一対の抗張力体５６は、シース５５内に埋設されている。一対の引き裂き紐５７は、シース５５内の内周面に近接する位置に埋設されている。シース５５の外周面のうち、一対の引き裂き紐５７が配置された位置の外側にはそれぞれ、マーカ突起５８が突設されている。マーカ突起５８は、引き裂き紐５７に沿って形成されており、引き裂き紐５７の埋設位置を示している。なお、光ファイバケーブル５０は、ラッピングチューブ５４、抗張力体５６、引き裂き紐５７、およびマーカ突起５８を備えていなくてもよい。また、光ファイバケーブル５０は、光ファイバリボン５１を１つだけ備えていてもよい。
　次に、光ファイバケーブル５０の製造工程について説明する。
　光ファイバケーブル５０を製造する際、まず、裸線形成工程が行われる。裸線形成工程では、光ファイバ裸線２が形成される。光ファイバ裸線２は、例えば２０００℃程度に熱したガラス母材から引き出されて、所望の外径に形成される。光ファイバ裸線２の外径は、例えば数百μｍ程度である。
　次に、プライマリ層形成工程が行われる。プライマリ層形成工程では、光ファイバ裸線２の周囲に、プライマリ層３となるＵＶ硬化型樹脂を塗布する。その後、塗布したＵＶ硬化型樹脂にＵＶ光を照射して硬化させ、プライマリ層３を形成する。
　次に、セカンダリ層形成工程が行われる。セカンダリ層形成工程では、プライマリ層３の周囲にセカンダリ層４となるＵＶ硬化型樹脂を塗布する。その後、塗布したＵＶ硬化型樹脂にＵＶ光を照射して硬化させ、セカンダリ層４を形成する。なお、光ファイバ裸線２の周囲にプライマリ層３となるＵＶ硬化型樹脂を塗布後、その上にセカンダリ層４となるＵＶ硬化型樹脂を続けて塗布し、これにＵＶ光を照射することでプライマリ層３およびセカンダリ層４をまとめて硬化させてもよい。つまり、プライマリ層形成工程およびセカンダリ層形成工程は同時に行われてもよい。
　次に、着色層形成工程が行われる。着色層形成工程では、セカンダリ層４の周囲に着色層５となるＵＶ硬化型樹脂を塗布する。その後、塗布したＵＶ硬化型樹脂にＵＶ光を照射して硬化させ、着色層５を形成する。これにより、光ファイバ着色心線１が得られる。
　次に、リボン形成工程が行われる。リボン形成工程では、複数の光ファイバ着色心線１に、連結部１１５となるＵＶ硬化型樹脂を長手方向に間隔を空けて複数個所に塗布する。その後、塗布したＵＶ硬化型樹脂にＵＶ光を照射して硬化させ、連結部１１５を形成する。これにより、複数の光ファイバ着色心線１が互いに連結されて光ファイバリボン５１が得られる。
　次に、光ファイバリボン５１をシース５５の内部に収容することで、光ファイバケーブル５０が得られる。
　このように、光ファイバリボン５１の製造工程では複数回にわたってＵＶ光の照射が行われる。ここで、本願発明者は、プライマリ層形成工程の後の工程でも、プライマリ層３の硬化が進行する場合があることを見出した。詳しくは、プライマリ層形成工程でのプライマリ層３の硬化が不十分であった場合、その後の工程でＵＶ光を照射する際に、セカンダリ層４や着色層５を透過したＵＶ光がプライマリ層３に吸収され、プライマリ層３の硬化が進行する。
　このような現象が発生すると、プライマリ層３のヤング率が所望の範囲を超えて硬くなり、プライマリ層３による外力の緩和作用が不十分となることで、光の伝達損失が増加する場合がある。また、プライマリ層３の硬化が不十分であることにより、光ファイバリボン５１に水が接触した際に、プライマリ層３が光ファイバ裸線２から剥離したり、プライマリ層３と光ファイバ裸線２との間に水泡が介在して光ファイバ裸線２に側圧を作用させたりしてしまう場合がある。
　上記の課題に着目し、光ファイバケーブル５０の光の伝達損失や信頼性などについて検証した結果について、表１を用いて説明する。なお、表１に示す各例においては、波長１３１０ｎｍの光においてＭＦＤが９．１μｍ、光ファイバ裸線２の外径が１２５μｍ、プライマリ層３の外径が１９０μｍ、セカンダリ層４の外径が２３９μｍ、着色層５の外径が２５２μｍ、の光ファイバ着色心線１を用いている。この光ファイバ着色心線１は、例えば国際電気通信連合の電気通信標準化部門（ＩＴＵ－Ｔ：International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）が定めるＧ６５２ＤまたはＧ６５７Ａ１に準拠している。なお、上記したプライマリ層３、セカンダリ層４、着色層５の各外径は設計値であり、実際の寸法は±３μｍ程度の誤差を有する。また、上記寸法などは一例であり、表１に示す各例から得られる結果は、寸法およびＭＤＦを上記の値から変更した光ファイバ着色心線１にも適用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（定義）
　表１の「プライマリヤング率」とは、光ファイバケーブル５０の製造工程中の各状態におけるプライマリ層３のヤング率をいう。例えば、「着色前のプライマリヤング率」は、セカンダリ層形成工程後におけるプライマリ層３のヤング率を示す。また、「着色後のプライマリヤング率」は、着色層形成工程後におけるプライマリ層３のヤング率を示す。また、「リボン化後のプライマリヤング率」は、リボン形成工程後におけるプライマリ層３のヤング率を示す。
　上記プライマリ層３のヤング率は、光ファイバ裸線２を固定した状態でプライマリ層３に対してせん断応力を与えてひずみを測定し、応力－ひずみ曲線を描くことで求められる。
　例えば実施例１のプライマリヤング率に着目すると、着色前は０．５０ＭＰａであり、着色後は０．６０ＭＰａであり、リボン化後は０．６３ＭＰａとなっている。このように、工程が進むごとにプライマリ層３のヤング率が上昇しているのは、セカンダリ層４や着色層５を透過したＵＶ光により、プライマリ層３の硬化が進行していることを意味する。この傾向は、実施例１～６および比較例１～５で共通している。
　なお、表１では、各プライマリヤング率の数値とともに、硬化度を併記している。硬化度とは、後述する飽和プライマリヤング率の数値に対するプライマリヤング率の割合である。例えば実施例１の着色前のプライマリヤング率は０．５０ＭＰａであり、飽和プライマリヤング率は０．７０ＭＰａである。このとき、実施例１の着色前の硬化度は、０．５０÷０．７０≒０．７１（７１％）と算出できる。従って、実施例１の「着色前のプライマリヤング率」の欄には、０．５０ＭＰａの数値とともに、硬化度を意味する７１％の数値を併記している。
　表１の「飽和プライマリヤング率」は、プライマリ層３の飽和ヤング率を示す。より詳しくは、光ファイバ裸線２にプライマリ層３となるＵＶ硬化型樹脂を塗布した状態で、硬化反応に寄与する波長を含むＵＶ光を、プライマリ層３が完全に硬化するために充分な光量だけ照射した場合のプライマリ層３のヤング率をいう。例えば本実施例では、プライマリ層３となるＵＶ硬化型樹脂に、中心波長が３６５ｎｍ付近にあるＵＶ光を１Ｊ／ｃｍ２照射した場合、それ以上ＵＶ光を照射しても、プライマリ層３のヤング率は上昇しなかった。この状態を、プライマリ層３が完全に硬化した状態と定義する。また、上述した「硬化度」は、この飽和ヤング率を基準に算出しているため、各状態におけるプライマリ層３がどの程度硬化しているかを示す指標となる。
　表１の「マイクロベンド特性」は、光ファイバ着色心線１の側圧に対する光の伝達の安定性を示している。具体的には、ＩＥＣ－ＴＲ６２２２１　Ｍｅｔｈｏｄ－Ｂにおいて、張力１Ｎ、サンドペーパー＃３６０番手、条長６００ｍ、ボビンサイズφ４００ｍｍの条件で、光ファイバ裸線２中を伝達する光の伝達損失の大きさを測定したものである。
　表１の「ケーブル特性」は、光ファイバリボン５１を用いて光ファイバケーブルを作成した際の、光の伝達損失の大きさを測定した結果を示している。具体的には、８６４本の光ファイバ着色心線１を有する光ファイバケーブルにおいて、－４０℃～＋８５℃の範囲で雰囲気温度を変化させた結果を示している。その結果、波長１５５０ｎｍの光の伝達損失が０．１５ｄＢ／ｋｍ以下であればＯＫ（良好）、それより大きければＮＧ（不良）としている。
　なお、先述のマイクロベンド特性の数値が大きい場合、光ファイバ着色心線１に側圧が印加することで光の伝達損失が増大しやすいため、ケーブル特性も低下しやすい。例えば、比較例２は「リボン状態でのマイクロベンド特性」の数値が０．４０ｄＢ／ｋｍであり表１中で最も大きく、「ケーブル特性」の試験結果も不良となっている。
　表１の「リボン６０℃温水浸漬試験」は、光ファイバリボン５１の水に対する安定性を示すものである。具体的には、１２本の光ファイバ着色心線１を有する光ファイバリボン５１を６０℃の温水に１か月間浸漬した。浸漬した状態で、あるいは温水から取り出した後に、波長１５５０ｎｍの光の伝達損失が０．０５ｄＢ／ｋｍ以下であればＯＫ（良好）、それよりも大きければＮＧ（不良）としている。
（リボン化後のプライマリヤング率）
　次に、リボン化後のプライマリヤング率の最適な数値範囲について考察する。
　リボン化後のプライマリヤング率が高い場合は、ケーブル化して光ファイバ着色心線１に外力が加わった場合に、光ファイバ裸線２に加わる外力の緩和が不充分となり、光の伝達損失が増加する。また、リボン化後のプライマリヤング率が過剰に低い場合も、外力を受けたプライマリ層３が大きく変形することで、光ファイバ裸線２に加わる外力の緩和が不充分となり、光の伝達損失が増加する。従って、リボン化後のプライマリヤング率の最適な数値範囲は、ケーブル特性の試験結果から判断することができる。
　まず、表１において、リボン化後のプライマリヤング率の値が比較的大きい実施例３および比較例１に着目する。リボン化後のプライマリヤング率が０．７２ＭＰａである実施例３は、ケーブル特性の試験結果が良好となっている。一方、リボン化後のプライマリヤング率が０．７３ＭＰａであり、実施例３の次に大きい比較例１は、ケーブル特性の試験結果が不良となっている。この結果から、リボン化後のプライマリヤング率は、０．７２ＭＰａ以下であることが好ましい。
　次に、表１において、リボン化後のプライマリヤング率の値が比較的小さい実施例４および比較例５に着目する。リボン化後のプライマリヤング率が０．２０ＭＰａである実施例４は、ケーブル特性の試験結果が良好となっている。一方、リボン化後のプライマリヤング率が実施例４の次に小さく０．１７ＭＰａである比較例５は、ケーブル特性の試験結果が不良となっている。この結果から、リボン化後のプライマリヤング率は０．２０ＭＰａ以上であることが好ましい。
　以上の考察により、リボン化後のプライマリヤング率は０．２０ＭＰａ以上０．７２ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。
（リボン化後のプライマリヤング率の飽和プライマリヤング率に対する割合）
　次に、リボン化後のプライマリヤング率の飽和プライマリヤング率に対する割合（以下、単に「リボン化後硬化度」という）の最適な数値範囲について考察する。
　リボン化後硬化度が低い場合、リボン６０℃温水浸漬試験の実施時に、水が光ファイバリボン５１に接触することでプライマリ層３が光ファイバ裸線２から剥離し、光の伝達損失が大きくなる。従って、リボン化後硬化度の最適な数値範囲は、リボン６０℃温水浸漬試験の結果から判断することができる。
　表１において、リボン化後硬化度の値が比較的小さい実施例２および比較例３に着目する。リボン化後硬化度が７５％である実施例２は、リボン６０℃温水浸漬試験の結果が良好となっている。一方、リボン化後硬化度が実施例２の次に小さく７３％である比較例３のリボン６０℃温水浸漬試験の結果は不良となっている。この結果から、リボン化後硬化度は７５％以上であることが好ましい。
　なお、表１におけるリボン化後硬化度の最大値は実施例５の９７％であるが、リボン化後硬化度が９７％より大きい場合、プライマリ層３が光ファイバ裸線２から剥離するのをより確実に抑えられると考えられる。従って、リボン化後硬化度は９７％より大きくてもよい。
（飽和プライマリヤング率）
　次に、飽和プライマリヤング率の最適な数値範囲について考察する。
　表１の比較例２に着目すると、リボン化後硬化度が９２％であり、比較的大きいにもかかわらず、ケーブル特性が不良となっている。これは、飽和プライマリヤング率が１．１０ＭＰａであり比較的大きく、硬い材質をプライマリ層３として用いているためであると考えられる。
　ここで、表１のうち、飽和プライマリヤング率が比較例２の次に大きいのは、実施例３の０．８８ＭＰａであり、実施例３のケーブル特性は良好となっている。
　この結果から、プライマリ層３の飽和ヤング率は０．８８ＭＰａ以下であることが好ましい。
　以上説明したように、複数の光ファイバ着色心線１同士が連結されて光ファイバリボン５１となった状態におけるプライマリ層３のヤング率を、プライマリ層３の飽和ヤング率に対して７５％以上とすることが好ましい。このようにすると、光ファイバリボン５１の状態でのプライマリ層３の硬化度が、光ファイバリボン５１の特性を満たすのに充分な程度に達する。これにより、光ファイバリボン５１が水と接触した際にプライマリ層３が光ファイバ裸線２から剥離するのを抑制することができる。従って、光ファイバリボン５１が水と接触することで生じる光の伝送損失の増加を抑えて、信頼性を確保することができる。
　また、飽和ヤング率が０．８８ＭＰａ以下となる材質でプライマリ層３を形成した場合には、プライマリ層形成工程後にプライマリ層３の硬化が進んだとしても、プライマリ層３が、光ファイバリボン５１の特性を満たすために充分な柔らかさとなる。従って、光ファイバ裸線２に伝わる外力を緩和して、耐マイクロベンド特性を確保することができる。
　また、光ファイバリボン５１となった状態におけるプライマリ層３のヤング率を０．７２ＭＰａ以下とすることにより、光ファイバ着色心線１に側圧が加わった場合に生じる光の伝達損失を抑えて、耐マイクロベンド特性を確保することができる。また、上記ヤング率を０．２０ＭＰａ以上とすることにより、プライマリ層３が過剰に柔らかいことで光ファイバ裸線２に加わる外力の緩和が不充分となるのを抑えることができる。
　また、セカンダリ層４または着色層５のヤング率を７００ＭＰａ以上１４００ＭＰａ以下とすることにより、プライマリ層３および光ファイバ裸線２を外力や衝撃などから保護することができる。
　また、光ファイバケーブル５０は、プライマリ層３のリボン化後硬化度が７５％以上である光ファイバリボン５１を用いて製造することが好ましい。これにより、例えばシース５５内に水が浸入した場合でも、プライマリ層３が光ファイバ裸線２から剥離することを抑え、光ファイバケーブル５０の信頼性を確保することができる。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、前記実施形態では、セカンダリ層４および着色層５を備えた光ファイバ着色心線１について説明したが、着色層５がセカンダリ層４を兼ねることで、プライマリ層３と着色層５とが隣接していてもよい。この場合、着色前のプライマリヤング率は、プライマリ層形成工程後におけるプライマリ層３のヤング率を指す。
　また、前記実施形態の光ファイバリボン５１は、連結部１１５が図２のように千鳥状に配置されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、連結部１１５は千鳥状に配置されていなくてもよいし、複数の光ファイバ着色心線１を連結部１１５が一体に覆っていてもよい。
　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
　１…光ファイバ着色心線　２…光ファイバ裸線　３…プライマリ層　４…セカンダリ層　５…着色層　５０…光ファイバケーブル　５１…光ファイバリボン　５４…ラッピングチューブ　５５…シース　５６…抗張力体　１１５…連結部

Claims (8)

  1. 　複数の光ファイバ着色心線同士を、ＵＶ硬化型樹脂により形成された連結部で互いに連結してなる光ファイバリボンであって、
    　前記光ファイバ着色心線はそれぞれ、
    　光ファイバ裸線と、
    　前記光ファイバ裸線を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、
    　前記プライマリ層を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、
    　前記セカンダリ層の外側に配置され、着色されたＵＶ硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、
    　前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して７５％以上である、光ファイバリボン。
  2. 　前記プライマリ層の飽和ヤング率が０．８８ＭＰａ以下である、請求項１に記載の光ファイバリボン。
  3. 　前記プライマリ層のヤング率が、０．２０ＭＰａ以上０．７２ＭＰａ以下である、請求項１または２に記載の光ファイバリボン。
  4. 　前記着色層のヤング率が７００ＭＰａ以上１４００ＭＰａ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバリボン。
  5. 　前記セカンダリ層のヤング率が、７００ＭＰａ以上１４００ＭＰａ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバリボン。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光ファイバリボンと、
    　前記光ファイバリボンを内部に収容するシースと、を備える光ファイバケーブル。
  7. 　光ファイバ裸線を形成する裸線形成工程と、
    　前記光ファイバ裸線の周囲にＵＶ硬化型樹脂を塗布し、ＵＶ光を照射してプライマリ層を形成するプライマリ層形成工程と、
    　前記プライマリ層の周囲にＵＶ硬化型樹脂を塗布し、ＵＶ光を照射して着色層を形成する着色層形成工程と、
    　前記裸線形成工程、前記プライマリ層形成工程、および前記着色層形成工程を経て形成された複数の光ファイバ着色心線にＵＶ硬化型樹脂を塗布し、ＵＶ光を照射して当該ＵＶ硬化型樹脂を硬化させることで複数の前記光ファイバ着色心線同士を連結し、光ファイバリボンを形成するリボン形成工程と、を有し、
    　前記リボン形成工程後の前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して７５％以上である、光ファイバリボンの製造方法。
  8. 　複数の光ファイバ着色心線同士を、ＵＶ硬化型樹脂により形成された連結部で互いに連結してなる光ファイバリボンであって、
    　前記光ファイバ着色心線はそれぞれ、
    　光ファイバ裸線と、
    　前記光ファイバ裸線を覆うＵＶ硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、
    　前記プライマリ層の外側に配置され、着色されたＵＶ硬化型樹脂により形成された着色層と、を備え、
    　前記プライマリ層のヤング率が、前記プライマリ層の飽和ヤング率に対して７５％以上である、光ファイバリボン。
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