光纤着色芯线、光纤带芯线以及光缆的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种光纤着色芯线以及使用它的光纤带芯线及光缆，具有优良的抗微弯特性和耐温水性。一种光纤着色芯线(1)以及使用它的光纤带芯线(4)及光缆(8)，该光纤着色芯线(1)具有一次覆盖层(31)和二次覆盖层(32)这双层覆盖层，一次覆盖层(31)和二次覆盖层(32)中的任一个被着色，任一层的平衡弹性模量都是60MPa以下，二次覆盖层(32)的松弛弹性模量是410MPa以上。
【专利说明】光纤着色芯线、光纤带芯线以及光缆
【技术领域】
[0001]本发明涉及光缆内收纳的光纤着色芯线。特别是涉及通过对光纤的第I层或第2层进行着色而省去了着色层的双层构造的光纤着色芯线以及使用它的光纤带芯线及光缆。
【背景技术】
[0002]通常，光纤着色芯线具有三层构造，该三层构造在具有缓冲功能的一次覆盖层、起保护层作用的二次覆盖层的外周，还设有2?ΙΟμπι左右的薄着色层以用于识别。对光纤着色芯线例如在着色层的外周施以带层以作为光纤带芯线，安装在带槽型光缆中使用。考虑到光纤着色芯线之间的连接性，要求光纤带芯线具有单芯分离性。即，要求即使在施以了一次带层后，也能够容易地解体到光纤着色芯线的状态。因此，着色层与另两层覆盖层的物理性质大不相同。首先，与外层的密合性低，剥离性高。另外，为了抑制颜料使紫外线(UV)难以透过的情况，厚度薄到2?ΙΟμπι左右。另外，由于单芯分离作业时施加外力，因此为了使得外力不破坏薄着色层，采用交联密度和平衡弹性模量高、刚性的覆盖材料。着色层一般采用杨氏模量为500?3000MPa、平衡弹性模量为70MPa以上的材料。
[0003]在将这种光纤着色芯线浸溃到水中的情况下，有时会在玻璃光纤和一次覆盖层的界面处发生剥离。
[0004]在发生了这种剥离的情况下，有时因此向玻璃光纤作用不均匀的力，而使传输损耗增加。因此，为了不发生剥离，研究了各种的方法，如改变各覆盖层的材质，或者在玻璃光纤和一次覆盖层的层间确保足够的粘接性等。
[0005]例如，专利文献I公开了一种耐温水性优良的光纤，通过将二次覆盖层的松弛弹性模量设为400MPa以下，即使在浸溃到温水中的情况下，玻璃光纤和一次覆盖层的层间也不易发生剥离。
[0006]另一方面，近年来，出于降低成本的目的，构造上省略了该着色层的光纤着色芯线被产品化。即，对光纤着色芯线的一次覆盖层或二次覆盖层进行了着色，无需另外施以着色层，所以能够大幅度降低成本。例如专利文献2公开了一种光纤芯线，其在对光纤施以了一次覆盖、二次覆盖而成的光纤芯线中，对一次覆盖进行了着色。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:国际公开W02008 / 012926号公报
[0010]专利文献2:(日本)特开昭57 - 040203号公报
[0011]近年来，由于FTTH (Fiber To The Home，光纤到户)的进展，为了减小光纤的传输损耗，要求提高光纤的抗微弯特性。光纤由于各种各样的外部应力或由此产生的微弯，传输损耗增加。在像专利文献I公开的光纤那样降低了松弛弹性模量的情况下，虽然耐温水性优良，但是二次覆盖层变得柔软，有抗微弯特性变差的倾向。
[0012]因此，抗微弯特性和耐温水性难以兼顾。
【发明内容】
[0013]本发明是鉴于上述而完成的，在于提供一种抗微弯特性良好、而且即使浸溃在温水中传输损耗也不易增加的光纤着色芯线、及使用它的光纤带芯线及光缆。
[0014]为了实现上述目的，本发明的光纤着色芯线具有一次覆盖层和二次覆盖层这双层覆盖层，其特征在于，上述一次覆盖层和上述二次覆盖层中的任一个被着色，上述覆盖层中的任一层的平衡弹性模量都是60MPa以下，上述二次覆盖层的松弛弹性模量是410MPa以上，上述松弛弹性模量是按如下计算出的弹性模量:将上述二次覆盖层在无应力的状态下升温到上述二次覆盖层的玻璃化转变温度以上后，以1°C /分进行缓冷，并且向上述二次覆盖层持续给予0.02% /分的拉伸应变速度，使得在冷却到室温时施加2%的拉伸应变，在将上述拉伸应变固定在2%的状态下，根据放置300分后上述二次覆盖层上施加的拉伸应力来计算出上述弹性模量。
[0015]另外，本发明的光纤带芯线的特征在于，将多根上述发明的光纤着色芯线并行配置，在外周施加总覆盖层。
[0016]另外，本发明的光缆的特征在于，使用了上述发明的光纤带芯线。
[0017]通过本发明的光纤着色芯线，得到了下述效果:能够实现即使浸溃到温水中传输损耗也不易增加、而且抗微弯特性良好的光纤着色芯线及使用它的光纤带芯线及光缆。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是表示本发明的光纤着色芯线的优选实施方式的剖视图。
[0019]图2是表示本发明的光纤带芯线的优选实施方式的剖视图。
[0020]图3是表示本发明的光缆的优选实施方式的剖视图。
[0021]图4是表示现有的光纤着色芯线的一例的剖视图。
[0022]图5是表示松弛弹性模量测量中的样本的温度及应变的分布的曲线图。
[0023]图6是表示松弛弹性模量测量中的样本的温度及将拉伸应力分布换算为弹性模量的曲线图。
【具体实施方式】
[0024]用图1来说明本发明的光纤着色芯线的优选实施方式。
[0025]如图1所示，光纤着色芯线I是在由石英玻璃组成的玻璃光纤2上至少覆盖双层覆盖层3而成。玻璃光纤2的外径通常是100?150 μ m。
[0026]双层覆盖层3由一次覆盖层31和二次覆盖层32组成，虽然没有特别的限制，但是主要采用紫外线固化型树脂，从固化速度的观点出发，以氨基甲酸乙酯一丙烯酸酯系或环氧一丙烯酸酯系的低聚体为主成分者最佳。一次覆盖层31的厚度通常是10?50 μ m，二次覆盖层32的厚度通常是10?50 μ m。
[0027]紫外线固化型树脂由低聚体、稀释单体、添加剂等组成。作为添加剂，有光引发剂、抗氧化剂、链转移剂、光稳定剂、增塑剂、着色颜料、阻聚剂、敏化剂、润滑剂等。
[0028]另外，对于紫外线固化型树脂，主要通过选定自由基聚合性低聚体的种类、构造、分子量、及反应性单体、聚合引发剂的种类、及调整自由基聚合性低聚体、反应性单体、聚合引发剂的配合比，来得到用作光纤的一次覆盖层、二次覆盖层所需各个特性、例如透射率、固化后的杨氏模量、固化速度、吸水率等为适宜值的紫外线固化型树脂。
[0029]另外，一次覆盖层的杨氏模量在常温(23°C )下优选0.1?1.5MPa，更优选0.2?
1.0MPa0另外，二次覆盖层的杨氏模量在常温(23°C)下优选500?2000MPa，更优选600?1500MPa。如果一次覆盖层的杨氏模量超过1.5MPa，则侧压特性变差；如果二次覆盖层的杨氏模量超过2000MPa，则伸长特性变差。另外，如果二次覆盖层的杨氏模量低于500MPa，则刚性不够。
[0030]另外，双层覆盖层3中的任一层的平衡弹性模量都是60MPa以下。
[0031]另外，二次覆盖层32的松弛弹性模量为410MPa以上，一次覆盖层31和二次覆盖层32中的一个被着色。着色是例如用红色、蓝色、黄色等中的任一种颜色，对整个或一部分覆盖层进行着色。
[0032]这样，通过采用双层构造、并且将二次覆盖层32的松弛弹性模量设为410MPa以上，能够兼顾抗微弯特性和耐温水性。
[0033]此外，所谓松弛弹性模量，是指按如下计算出的弹性模量:将二次覆盖层在无应力的状态下升温到玻璃化转变温度(Tg)以上后，冷却到室温并且持续施加恒定拉伸应变速度，在达到室温后，在保持温度的状态下，持续施加恒定拉伸应变，直至二次覆盖层上施加的应力松弛，根据该松弛时的应力来计算出弹性模量。
[0034]二次覆盖层的松弛弹性模量可以通过改变二次覆盖层用树脂的自由基聚合性低聚体的分子量、或者改变密封位于自由基聚合性低聚体的两末端的不饱和基的比例来容易地调整，如果增大二次覆盖层用树脂的自由基聚合性低聚体的分子量，或者增多密封位于自由基聚合性低聚体的两末端的不饱和基的比例，则能够降低二次覆盖层的松弛弹性模量。
[0035]另外，本发明的光纤着色芯线的微弯损耗为0.1dB / km以下。例如使二次覆盖层越刚性，即二次覆盖层松弛弹性模量越高，则保护效果越大，抗微弯特性越良好。
[0036]另外，双层构造的光纤着色芯线与最外层具有着色层的三层构造的光纤着色芯线相比，耐温水性良好。
[0037]在将光纤着色芯线浸溃到60°C的温水中的情况下，玻璃界面和一次覆盖层间的残余应力增高，有时在玻璃界面和一次覆盖层间发生层间剥离(分层)。在光纤着色芯线为双层构造的情况下，层间剥离的发生数及大小停留在比较小的水平，传输损耗的增加也停留在比较小的水平。但是在三层构造的情况下，有时层间剥离数或大小显著增大。另外，有时传输损耗也随之显著增大。
[0038]三层构造的光纤着色芯线时层间剥离显著增大的理由是因为，由于平衡弹性模量大的第三层的着色层起半透膜的作用，从而发生渗透压。即，在层间剥离部分积水的情况下，覆盖层中的可溶成分融入到该水中，成为水溶液。由于该层间剥离部分的水溶液和着色层外部的水的浓度差而发生渗透压，进而水移动过来，从而层间剥离增长。
[0039]另一方面，而在双层构造的光纤着色芯线的情况下，考虑由于没有起半透膜作用的着色层，所以水不会进一步移动到层间剥离部分，层间剥离不会较大地增长。
[0040]接着，用图2来说明本发明的光纤带芯线的优选实施方式。
[0041]如图2所示，光纤带芯线4为下述结构:将4根上述光纤着色芯线I并行排列成平面状，用由紫外线固化型树脂构成的带状树脂5总的覆盖。此外，光纤着色芯线I的根数不限于4根，可以适用2根、8根、12根等各种根数。
[0042]接着，参照图3来说明本发明的光缆8的优选实施方式。
[0043]如图3所示，作为一例，光缆8为下述结构:是40芯SZ光缆，向5槽的骨架81的SZ槽82内各放入2根上述光纤带芯线4，缠绕绑带83，用护套84覆盖。另外，在骨架81的剖面中央，设有加强构件85。在骨架81的外周设有肋标(tracer mark) 86，在绑带83的外周的一部分上设有撕裂绳87。
[0044]上述SZ槽82并不限于5槽型，可以适当选择槽数。再者SZ槽82内的光纤带芯线4的根数也不限于2根，可以适当选择。此外，也可以用S槽来取代SZ槽。
[0045]实施例
[0046]下面，通过前述实施方式中进行了说明的光纤着色芯线I的实施例来说明本发明，但是本发明并不限于下述例子。
[0047]在制造样本光纤着色芯线时，作为玻璃光纤2，采用外径(直径)约Φ 125 μ m的石英玻璃光纤，在其外周形成一次覆盖层31，进而在其外周形成着色了的二次覆盖层32，制作图1所示的双层构造的光纤着色芯线I (实施例1~4、比较例I)。一次覆盖层31的外径设为185 μ m, 二次覆盖层32的外径设为245 μ m。
[0048]此外，除了采用无色材料作为二次覆盖以外，同样制成光纤素线，在其外周设有着色层9，制作外径255 μ m的图4所示的三层构造的光纤着色芯线10 (比较例2~5)。
[0049]通过在上述光纤着色芯线I及光纤着色芯线10的结构中改变二次覆盖层32的材料组成，制作松弛弹性模量不同的光纤着色芯线，进行杨氏模量、抗微弯特性、60°C 30日的温水试验，研究了传输损耗的增加量。`
[0050]结果示于表1。
[0051][表 I]
[0052]
【权利要求】
1.一种光纤着色芯线，具有一次覆盖层和二次覆盖层这双层覆盖层，其特征在于， 上述一次覆盖层和上述二次覆盖层中的任一个被着色， 上述覆盖层中的任一层的平衡弹性模量都是60MPa以下， 上述二次覆盖层的松弛弹性模量是410MPa以上， 上述松弛弹性模量是按如下计算出的弹性模量:将上述二次覆盖层在无应力的状态下升温到上述二次覆盖层的玻璃化转变温度以上后，以1°C /分进行缓冷，并且向上述二次覆盖层持续给予0.02% /分的拉伸应变速度，使得在冷却到室温时施加2%的拉伸应变，在将上述拉伸应变固定在2%的状态下，根据放置300分后上述二次覆盖层上施加的拉伸应力来计算出上述弹性模量。
2.一种光纤带芯线，其特征在于，将多根权利要求1所述的光纤着色芯线并行配置，在外周施加总覆盖层。
3.一种光缆，其特征在于，使用了权利要求2所述的光纤带芯线。
【文档编号】G02B6/44GK103765272SQ201280039338
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2012年2月15日
【发明者】田中广树, 笠原稔, 望月浩二, 斋藤稔, 中岛康雄 申请人:古河电气工业株式会社