JP2018062448A - 光ファイバ心線の製造方法、および光ファイバ心線 - Google Patents
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Abstract
【課題】多芯の光ファイバ心線を識別可能であり、かつ側圧によるロス増の抑制が可能となるように、光ファイバ心線にマーキングを施す光ファイバ心線の製造方法、および当該マーキングが施された光ファイバ心線を提供する。
【解決手段】光ファイバ心線１０の製造方法は、コア１１とクラッド１２からなるガラスファイバ１３の周囲に複数の樹脂被覆層１７が被覆された光ファイバ心線１０を形成する工程と、複数の樹脂被覆層１７のうち顔料が添加された着色層である最外層１６の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、着色層１６にマーキングを形成する工程と、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】光ファイバ心線１０の製造方法は、コア１１とクラッド１２からなるガラスファイバ１３の周囲に複数の樹脂被覆層１７が被覆された光ファイバ心線１０を形成する工程と、複数の樹脂被覆層１７のうち顔料が添加された着色層である最外層１６の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、着色層１６にマーキングを形成する工程と、を含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、光ファイバ心線の製造方法、および光ファイバ心線に関する。
多芯の光ファイバケーブルにおいては、従来、光ファイバ（線条体、光ファイバ心線）の被覆表面にインク塗布によりマーキングすることで各光ファイバを識別する方法が採用されている（特許文献１、２参照）。
近年、信号伝送の効率化のため、光ファイバのＡｅｆｆ（実効コア断面積）の拡大が要求されているが、Ａｅｆｆが１２５μｍ２以上の光ファイバは側圧でロス増してしまうことが知られている。ロス増への対策として、特許文献３には、光ファイバにインクを吹き付けるマーキング機を用いて、吹き付け量を制御して光ファイバの被覆の最外層に部分的にマーキングを施すことが開示されている。
近年、信号伝送の効率化のため、光ファイバのＡｅｆｆ（実効コア断面積）の拡大が要求されているが、Ａｅｆｆが１２５μｍ２以上の光ファイバは側圧でロス増してしまうことが知られている。ロス増への対策として、特許文献３には、光ファイバにインクを吹き付けるマーキング機を用いて、吹き付け量を制御して光ファイバの被覆の最外層に部分的にマーキングを施すことが開示されている。
しかしながら、特許文献１および２に開示された方法では、光ファイバの被覆表面に塗布したインクが硬化すると光ファイバに側圧が加わり、ロス増につながってしまう（これは、マイクロベンドロスと呼ばれる）。
また、特許文献３に開示されている方法については、ロス増対策や最外層に塗布されたインクの脱落防止などにさらなる改善が必要である。
また、特許文献３に開示されている方法については、ロス増対策や最外層に塗布されたインクの脱落防止などにさらなる改善が必要である。
本発明は、多芯の光ファイバ心線を識別可能であり、かつ側圧によるロス増の抑制が可能となるように、光ファイバ心線にマーキングを施す光ファイバ心線の製造方法、および当該マーキングが施された光ファイバ心線を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の光ファイバ心線の製造方法は、
コア部とクラッド部からなるガラスファイバの周囲に複数の樹脂被覆層を被覆して光ファイバ心線を形成する工程と、
前記複数の樹脂被覆層のうち着色層である最外層の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、前記着色層にマーキングを形成する工程と、を含む。
コア部とクラッド部からなるガラスファイバの周囲に複数の樹脂被覆層を被覆して光ファイバ心線を形成する工程と、
前記複数の樹脂被覆層のうち着色層である最外層の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、前記着色層にマーキングを形成する工程と、を含む。
また、上記の目的を達成するために、本発明の光ファイバ心線は、
コア部とクラッド部からなるガラスファイバと、前記ガラスファイバを被覆する複数の樹脂被覆層と、を備えた光ファイバ心線であって、
前記複数の樹脂被覆層のうち最外層の樹脂層は、顔料が添加された着色層であり、
前記着色層の表面に、溶融部あるいは焼焦部からなるマーキングが形成されている。
コア部とクラッド部からなるガラスファイバと、前記ガラスファイバを被覆する複数の樹脂被覆層と、を備えた光ファイバ心線であって、
前記複数の樹脂被覆層のうち最外層の樹脂層は、顔料が添加された着色層であり、
前記着色層の表面に、溶融部あるいは焼焦部からなるマーキングが形成されている。
本発明によれば、多芯の光ファイバ心線を識別可能であり、かつ側圧によるロス増の抑制が可能となるように、光ファイバ心線にマーキングを施す光ファイバ心線の製造方法、および当該マーキングが施された光ファイバ心線を提供することができる。
＜本発明の実施形態の概要＞
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
（１）本願発明の実施形態に係る光ファイバ心線の製造方法は、
コア部とクラッド部からなるガラスファイバの周囲に複数の樹脂被覆層を被覆して光ファイバ心線を形成する工程と、
前記複数の樹脂被覆層のうち着色層である最外層の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、当該最外層にマーキングを形成する工程と、を含む。
上記方法によれば、レーザを用いることで、各光ファイバ心線が識別可能となるように着色層に所望のマーキングを正確かつ容易に形成することができるとともに、側圧によるロス増の抑制が可能となる。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
（１）本願発明の実施形態に係る光ファイバ心線の製造方法は、
コア部とクラッド部からなるガラスファイバの周囲に複数の樹脂被覆層を被覆して光ファイバ心線を形成する工程と、
前記複数の樹脂被覆層のうち着色層である最外層の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、当該最外層にマーキングを形成する工程と、を含む。
上記方法によれば、レーザを用いることで、各光ファイバ心線が識別可能となるように着色層に所望のマーキングを正確かつ容易に形成することができるとともに、側圧によるロス増の抑制が可能となる。
（２）前記マーキングの深さは、３μｍ以下であっても良い。
マーキングの深さは、樹脂被覆層に悪影響を与えない程度の深さに留めておくことが好ましい。
マーキングの深さは、樹脂被覆層に悪影響を与えない程度の深さに留めておくことが好ましい。
（３）波長１５５０ｎｍの信号光を伝搬する時の前記光ファイバ心線の実効コア断面積が１２５μｍ２以上であっても良い。
実効コア断面積（Ａｅｆｆ）が比較的大きく、ロス増が発生しやすい条件を備えた光ファイバ心線に本発明を適用することがより好ましい。
実効コア断面積（Ａｅｆｆ）が比較的大きく、ロス増が発生しやすい条件を備えた光ファイバ心線に本発明を適用することがより好ましい。
（４）また、本願発明の実施形態に係る光ファイバ心線は、
コア部とクラッド部からなるガラスファイバと、前記ガラスファイバを被覆する複数の樹脂被覆層と、を備えた光ファイバ心線であって、
前記複数の樹脂被覆層のうち最外層の樹脂層は、顔料が添加された着色層であり、
前記着色層の表面に、溶融部または焼焦部からなるマーキングが形成されている。
上記構成によれば、多芯の光ファイバ心線の各線の識別が可能であって、側圧によるロス増が抑制可能となるようにマーキング処理が施された光ファイバ心線を提供することができる。
コア部とクラッド部からなるガラスファイバと、前記ガラスファイバを被覆する複数の樹脂被覆層と、を備えた光ファイバ心線であって、
前記複数の樹脂被覆層のうち最外層の樹脂層は、顔料が添加された着色層であり、
前記着色層の表面に、溶融部または焼焦部からなるマーキングが形成されている。
上記構成によれば、多芯の光ファイバ心線の各線の識別が可能であって、側圧によるロス増が抑制可能となるようにマーキング処理が施された光ファイバ心線を提供することができる。
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、本発明に係る光ファイバ心線、およびその製造方法の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
以下、本発明に係る光ファイバ心線、およびその製造方法の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
（光ファイバ心線の概要）
図１は、本実施形態に係る光ファイバ心線の一例を示す概略断面図である。
光ファイバ心線１０は、ガラスファイバ１３と、当該ガラスファイバ１３の外周に形成された樹脂被覆層１７とを備えている。ガラスファイバ１３は、コア部１１とクラッド部１２とからなり、例えば、コア部１１にはゲルマニウムを添加した石英を用いることができ、クラッド部１２には純石英、或いはフッ素が添加された石英を用いることができる。また、樹脂被覆層１７は、クラッド部１２の周囲に形成されたプライマリ被覆層１４と、プライマリ被覆層１４の周囲に形成されたセカンダリ被覆層１５と、着色層１６とを備えている。プライマリ被覆層１４およびセカンダリ被覆層１５は、例えば、紫外線硬化型樹脂組成物により形成されている。着色層１６としては、例えば、顔料が添加された紫外線硬化型インクが用いられる。
図１は、本実施形態に係る光ファイバ心線の一例を示す概略断面図である。
光ファイバ心線１０は、ガラスファイバ１３と、当該ガラスファイバ１３の外周に形成された樹脂被覆層１７とを備えている。ガラスファイバ１３は、コア部１１とクラッド部１２とからなり、例えば、コア部１１にはゲルマニウムを添加した石英を用いることができ、クラッド部１２には純石英、或いはフッ素が添加された石英を用いることができる。また、樹脂被覆層１７は、クラッド部１２の周囲に形成されたプライマリ被覆層１４と、プライマリ被覆層１４の周囲に形成されたセカンダリ被覆層１５と、着色層１６とを備えている。プライマリ被覆層１４およびセカンダリ被覆層１５は、例えば、紫外線硬化型樹脂組成物により形成されている。着色層１６としては、例えば、顔料が添加された紫外線硬化型インクが用いられる。
図１において、例えば、ガラスファイバ１３の径は１２５μｍ程度である。また、コア部１１の径は７〜１５μｍ程度であることが好ましい。樹脂被覆層１７については、プライマリ被覆層１４およびセカンダリ被覆層１５の厚さはほぼ同じで、それぞれ、１５〜４０μｍであることが好ましい。また、着色層１６の厚さは、例えば５μｍ程度である。
図２は、光ファイバ心線にレーザによりマーキングを施す処理を行う場合の模式図である。
まず、コア部１１とクラッド部１２からなるガラスファイバ１３の周囲にプライマリ被覆層１４、セカンダリ被覆層１５および着色層１６をこの順で被覆して光ファイバ心線を形成する。次に、図２に示すように、その光ファイバ心線１０を矢印Ａの方向に走行させながら所定位置において、着色層１６の表面をレーザ２０から出射するレーザ光で溶融するか焼焦す。これにより、着色層１６の表面にマーキングを形成することができる。レーザ２０としては、例えばＣＯ２レーザを用いる。レーザ溶融部あるいは焼焦部として形成されるマーキングの深さがセカンダリ被覆層１５への影響が無い程度の深さ、例えば３μｍ以下となるように、レーザ光の照射強度や照射時間を制御する。マーキングの幅は、例えば１ｍｍ以下程度であって、マーキングパターンはドット状やストライプ状など識別性に適する形状を光ファイバ心線１０の長手方向に一様に形成することが好ましい。
まず、コア部１１とクラッド部１２からなるガラスファイバ１３の周囲にプライマリ被覆層１４、セカンダリ被覆層１５および着色層１６をこの順で被覆して光ファイバ心線を形成する。次に、図２に示すように、その光ファイバ心線１０を矢印Ａの方向に走行させながら所定位置において、着色層１６の表面をレーザ２０から出射するレーザ光で溶融するか焼焦す。これにより、着色層１６の表面にマーキングを形成することができる。レーザ２０としては、例えばＣＯ２レーザを用いる。レーザ溶融部あるいは焼焦部として形成されるマーキングの深さがセカンダリ被覆層１５への影響が無い程度の深さ、例えば３μｍ以下となるように、レーザ光の照射強度や照射時間を制御する。マーキングの幅は、例えば１ｍｍ以下程度であって、マーキングパターンはドット状やストライプ状など識別性に適する形状を光ファイバ心線１０の長手方向に一様に形成することが好ましい。
以上説明したように、本実施形態の光ファイバ心線１０の製造方法は、コア部１１とクラッド部１２からなるガラスファイバ１３の周囲に複数の樹脂被覆層１７を被覆して光ファイバ心線１０を形成する工程と、複数の樹脂被覆層１７のうち最外層である着色層１６の表面をレーザ２０で溶融するか焼焦することによって、着色層１６にマーキングを形成する工程とを含む。この方法によれば、光ファイバ心線１０の最外層である着色層１６の表面にマーキングを形成する際に高精度かつピンポイントにレーザ光の照射位置を管理することで、セカンダリ被覆層１５への損傷がない。そのため、側圧に起因するマイクロベンドロスを抑えることができる。また、レーザ光照射によって、ストライプやドットなどの多種のパターン形状を正確かつ高品質にマーキングすることが可能となるため、マーキングパターンのバリエーションを増やすことができ、多芯の光ファイバ心線の識別性を向上させることができる。
なお、側圧耐性がそれほど厳しく要求されないガラスファイバの場合には、着色層１６を設けず、セカンダリ被覆層の表面をレーザ２０により溶融あるいは焼焦しても良い。この場合、セカンダリ被覆層を構成する紫外線硬化樹脂組成物に顔料を添加することで、セカンダリ被覆層を着色層（最外層）としても良い。この構成によっても、多芯の光ファイバ心線の各線の識別が可能であって、側圧によるロス増が抑制可能となるようにマーキング処理が施された光ファイバ心線を提供することができる。
（実施例）
下記の例１〜例３について、メッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスの良否を評価した。なお、本例において、マイクロベンドロスが良好とは、メッシュ側圧試験におけるボビン巻き時の伝送損失（マイクロベンド損失）と、束状態での伝送損失との差が０．６ｄＢ／ｋｍ以下であることを示す。
メッシュ側圧試験においては、金属メッシュ材を胴（直径２５０ｍｍ）に隙間無く巻いたボビンに、光ファイバ心線を張力８０ｇで巻き付けたのち、ボビンに巻かれた状態での光ファイバ心線について波長１５５０ｎｍの信号光の伝送損失値αを測定する。メッシュ側圧試験に用いられる金属メッシュ材は、縦横それぞれ複数本の金属線が張り巡らされたメッシュ状の形態を有する。金属メッシュ材の縦線径φ１及び横線径φ２は、例えば５０μｍである。縦線の中心線間、および横線の中心線間のピッチＰは、例えば１５０μｍである。
続いて、光ファイバ心線をボビンに巻かずに、ボビンの胴と略同径（２８０ｍｍ）に巻いた束状態（光ファイバ心線をボビンから取り外した状態）での光ファイバ心線について波長１５５０ｎｍの信号光の伝送損失値βを求める。
最後に、伝送損失値αと伝送損失値βとの差分を求める。この差分が、０．６ｄＢ／ｋｍ以下である場合にはマイクロベンドロスが「良好」であると判定し、０．６ｄＢ／ｋｍを超えた場合にはマイクロベンドロスが「不良」と判定した。
下記の例１〜例３について、メッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスの良否を評価した。なお、本例において、マイクロベンドロスが良好とは、メッシュ側圧試験におけるボビン巻き時の伝送損失（マイクロベンド損失）と、束状態での伝送損失との差が０．６ｄＢ／ｋｍ以下であることを示す。
メッシュ側圧試験においては、金属メッシュ材を胴（直径２５０ｍｍ）に隙間無く巻いたボビンに、光ファイバ心線を張力８０ｇで巻き付けたのち、ボビンに巻かれた状態での光ファイバ心線について波長１５５０ｎｍの信号光の伝送損失値αを測定する。メッシュ側圧試験に用いられる金属メッシュ材は、縦横それぞれ複数本の金属線が張り巡らされたメッシュ状の形態を有する。金属メッシュ材の縦線径φ１及び横線径φ２は、例えば５０μｍである。縦線の中心線間、および横線の中心線間のピッチＰは、例えば１５０μｍである。
続いて、光ファイバ心線をボビンに巻かずに、ボビンの胴と略同径（２８０ｍｍ）に巻いた束状態（光ファイバ心線をボビンから取り外した状態）での光ファイバ心線について波長１５５０ｎｍの信号光の伝送損失値βを求める。
最後に、伝送損失値αと伝送損失値βとの差分を求める。この差分が、０．６ｄＢ／ｋｍ以下である場合にはマイクロベンドロスが「良好」であると判定し、０．６ｄＢ／ｋｍを超えた場合にはマイクロベンドロスが「不良」と判定した。
（例１）
樹脂被覆層がプライマリ被覆層、セカンダリ被覆層、および着色層（インク層）から構成された光ファイバ心線を用い、着色層をＣＯ２レーザで焼成して深さ３μｍで直径０．２６ｍｍのマーキングを形成した。なお、例１〜例３のいずれも、波長１５５０ｎｍの信号光を伝搬したときのＡｅｆｆが１２５μｍ２の光ファイバ心線を用いた。マーキングが形成された光ファイバ心線に対して、上記のメッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスを測定した。
その結果、マイクロベンドロスは０．４ｄＢ／ｋｍ以下で判定は「良好」であった。また、マーキングは黒っぽい色で形成されており識別性は良好であった。
（例２）
樹脂被覆層がプライマリ被覆層と顔料を添加することで着色されたセカンダリ被覆層とから構成された光ファイバ心線を用い、セカンダリ被覆層をＣＯ２レーザで焼成して深さ３μｍで直径０．２６ｍｍのマーキングを形成した。マーキングが形成された光ファイバ心線に対して、上記のメッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスを測定した。
その結果、マイクロベンドロスは０．４ｄＢ／ｋｍ以下で判定は「良好」であった。また、マーキングは黒っぽい色で形成されており識別性は良好であった。
（例３）
特許文献１と同様に、樹脂被覆層の最外層にドットマーキング（マーキングの直径０．２６ｍｍ）を形成した光ファイバ心線に対して、上記のメッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスを測定した。
その結果、マーキング層の識別性は良好であったが、マイクロベンドロスは０．６ｄＢ／ｋｍを超えたため判定は「不良」であった。
樹脂被覆層がプライマリ被覆層、セカンダリ被覆層、および着色層（インク層）から構成された光ファイバ心線を用い、着色層をＣＯ２レーザで焼成して深さ３μｍで直径０．２６ｍｍのマーキングを形成した。なお、例１〜例３のいずれも、波長１５５０ｎｍの信号光を伝搬したときのＡｅｆｆが１２５μｍ２の光ファイバ心線を用いた。マーキングが形成された光ファイバ心線に対して、上記のメッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスを測定した。
その結果、マイクロベンドロスは０．４ｄＢ／ｋｍ以下で判定は「良好」であった。また、マーキングは黒っぽい色で形成されており識別性は良好であった。
（例２）
樹脂被覆層がプライマリ被覆層と顔料を添加することで着色されたセカンダリ被覆層とから構成された光ファイバ心線を用い、セカンダリ被覆層をＣＯ２レーザで焼成して深さ３μｍで直径０．２６ｍｍのマーキングを形成した。マーキングが形成された光ファイバ心線に対して、上記のメッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスを測定した。
その結果、マイクロベンドロスは０．４ｄＢ／ｋｍ以下で判定は「良好」であった。また、マーキングは黒っぽい色で形成されており識別性は良好であった。
（例３）
特許文献１と同様に、樹脂被覆層の最外層にドットマーキング（マーキングの直径０．２６ｍｍ）を形成した光ファイバ心線に対して、上記のメッシュ側圧試験を行い、マイクロベンドロスを測定した。
その結果、マーキング層の識別性は良好であったが、マイクロベンドロスは０．６ｄＢ／ｋｍを超えたため判定は「不良」であった。
以上より、本実施形態に係る方法で光ファイバ心線の最外層の着色層にマーキングを施すことで、ロス増を抑えられることが確認できた。特に、波長１５５０ｎｍの信号光を伝搬したときのＡｅｆｆ（実効コア断面積）が１２５μｍ２以上である光ファイバ心線、すなわち、Ａｅｆｆが比較的大きく、ロス増が発生しやすい条件を備えた光ファイバ心線に本実施形態に係る方法を適用することが好ましいことが確認できた。
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。
１０：光ファイバ心線
１１：コア部
１２：クラッド部
１３：ガラスファイバ
１４：プライマリ被覆層
１５：セカンダリ被覆層
１６：着色層
１７：樹脂被覆層
２０：レーザ
１１：コア部
１２：クラッド部
１３：ガラスファイバ
１４：プライマリ被覆層
１５：セカンダリ被覆層
１６：着色層
１７：樹脂被覆層
２０：レーザ
Claims (6)
- コア部とクラッド部からなるガラスファイバの周囲に複数の樹脂被覆層を被覆して光ファイバ心線を形成する工程と、
前記複数の樹脂被覆層のうち顔料が添加された着色層である最外層の表面をレーザで溶融するか焼焦することによって、前記着色層にマーキングを形成する工程と、を含む、光ファイバ心線の製造方法。 - 前記マーキングの深さは、３μｍ以下である、請求項１に記載の光ファイバ心線の製造方法。
- 波長１５５０ｎｍの信号光を伝搬する時の前記光ファイバ心線の実効コア断面積が１２５μｍ２以上である、請求項１または請求項２に記載の光ファイバ心線の製造方法。
- コア部とクラッド部からなるガラスファイバと、前記ガラスファイバを被覆する複数の樹脂被覆層と、を備えた光ファイバ心線であって、
前記複数の樹脂被覆層のうち最外層の樹脂層は、顔料が添加された着色層であり、
前記着色層の表面に、溶融部または焼焦部からなるマーキングが形成されている、光ファイバ心線。 - 前記マーキングの深さは、３μｍ以下である、請求項４に記載の光ファイバ心線。
- 波長１５５０ｎｍの信号光を伝搬する時の前記光ファイバ心線の実効コア断面積が１２５μｍ２以上である、請求項４または請求項５に記載の光ファイバ心線。
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