JP2012220548A - 光ファイバの保管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外被の変性を効果的に抑制して長期にわたって高い品質を維持することが可能な光ファイバの保管方法を提供する。
【解決手段】紫外線硬化型樹脂からなる外被２２によって外周が被覆された光ファイバ１１をボビン１２の胴部１３に巻き付けた状態で保管する光ファイバ１１の保管方法であって、ボビン１２に巻き付けた光ファイバ１１の保管環境の温度を４０℃以下とし、かつ保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にする。
【選択図】図３

Description

本発明は、紫外線硬化型樹脂によって被覆された光ファイバの保管方法に関する。

光ファイバを製造する技術として、光ファイバ素線をリールに巻取った後、他のボビンに巻き戻すまで放置された周囲温度がＴ℃の場合、１次被覆層が塗布・硬化された後、他のボビンに巻き戻されるまでの間の時間を３０，０００／Ｔ^２（ｈｒ）以上とし、ガラスファイバと１次被覆層との剥離を防止することが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１には、光ファイバを覆っている樹脂を高温状態で長時間放置することが、樹脂が劣化して品質保持の観点から好ましくないことより、周囲温度Ｔの上限を６０℃とすることが示されている。

また、光ファイバの保存方法として、紫外線硬化型樹脂を被覆した光ファイバを高濃度酸素の雰囲気で保存することにより、光ファイバの紫外線硬化型樹脂の重合反応を抑制した状態で保存する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。また、この保存方法には、光ファイバを保持体に保持させ、保持体を遮光部材で覆った状態で密閉容器内に保存することにより、被覆表面の硬化を抑制することも示されている。

また、円筒状の胴部とその両端にそれぞれ固定した円盤状の鍔部を有し、胴部の円周上に巻付けた線状体を保護するカバーを備えたカバー付き線状体巻付け用ボビンにおいて、鍔部又はカバーの少なくとも一部を透明部となし、透明部は胴部の周囲に巻付けた線状体被覆の色を視認できる程度の透明性を有し、かつ波長３８０ｎｍ以下の紫外光の透過率が４０％以下に遮光されたものが知られている（特許文献３参照）。このボビンによれば、カバーを取り外すことなく、外部から胴部に巻付けられた光ファイバの被覆の色を視認可能とし、かつ光ファイバに対する紫外光の照射を少なくして被覆の黄ばみを抑えることができる。また、透明性は、波長４２０ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の透過率が４０％以上となるようにしている。

特開平９−２６８０３３号公報 特開２００４−１８４５９４号公報 特開２００１−１８３５３３号公報

このように、上記の技術によれば、光ファイバの紫外線硬化型樹脂からなる外被の変性をある程度抑制することが可能であるが、さらなる長期保存によっても外被の変性をより効果的に抑制し、長期にわたって高い品質を維持することが可能な保管方法が要求されている。

本発明の目的は、外被の変性を効果的に抑制して長期にわたって高い品質を維持することが可能な光ファイバの保管方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバの保管方法は、紫外線硬化型樹脂からなる外被によって外周が被覆された光ファイバをボビンに巻き付けた状態で保管する光ファイバの保管方法であって、
前記ボビンに巻き付けた前記光ファイバの保管環境の温度を４０℃以下とし、かつ前記保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にすることを特徴とする。

本発明の光ファイバの保管方法において、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰する紫外線遮蔽物で前記ボビンに巻き付けた前記光ファイバを覆うことが好ましい。

本発明の光ファイバの保管方法において、低紫外線照明を用いることで、前記保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にすることが好ましい。

本発明によれば、光ファイバの外周を覆う紫外線硬化型樹脂からなる外被の硬化反応による変性を極力抑えて、外被の黄色化を防止することができる。これにより、ボビンに巻き付けた状態で光ファイバの品質を長期にわたって良好に維持することができる。

本発明に係る光ファイバの保管方法で保管されるボビンに巻き付けられた光ファイバの一実施形態を示す斜視図である。 保管される光ファイバの構造例を示す断面斜視図である。 紫外線遮蔽フィルムを用いた保管方法を示す斜視図である。 紫外線遮蔽フィルムの各サンプルの紫外線波長と透過率との関係を示すグラフである。 外被の紫外線による黄色化の評価結果を示すグラフである。 紫外線減衰波長と外被の黄色化との関係を示すグラフである。 環境温度と外被の黄色化との関係を示すグラフである。 低紫外線照明を用いた保管方法を示す斜視図である。

以下、本発明に係る光ファイバの保管方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る保管方法によって保管される光ファイバ１１は、ボビン１２に巻き付けられている。ボビン１２は、円筒状の胴部１３の両端にそれぞれ円板状の鍔部１４を有しており、光ファイバ１１は、胴部１３に巻回されている。

図２に示すように、光ファイバ１１は、コア２１ａ及びクラッド２１ｂからなるガラスファイバ２１を有し、このガラスファイバ２１の周囲は、紫外線硬化型樹脂からなる外被２２によって覆われている。
この光ファイバ１１は、ガラス母材からガラスファイバ２１を線引きし、その周囲に外被２２となる紫外線硬化型樹脂を被覆することにより製造される。外被２２は、複数層からなっていてもよい。

光ファイバ１１をボビン１２に巻き付けた状態で保管する際に、その保管場所に紫外線が存在すると、この紫外線が光ファイバ１１の外被２２を構成する紫外線硬化型樹脂中の成分を変化させ、外被２２の硬化が進んで黄色く変色する変性を生じることがある。この変性は、特に紫外線が照射される箇所に生じるので、ボビン１２に巻き付けられた光ファイバ１１における最外層で外部に露出された部分に生じやすい。

本実施形態では、光ファイバ１１の外被２２の変性を抑えるための保管環境として、ボビン１２に巻き付けて保管する光ファイバ１１の保管環境の温度を４０℃以下とし、かつ保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にする。
このようにして光ファイバ１１を保管すると、光ファイバ１１の外被２２における変性（硬化反応が進行して黄色化すること）が抑えられる。これにより、ボビン１２に巻き付けた状態で光ファイバ１１の品質を長期にわたって良好に維持することができる。

次に、上記の保管環境として光ファイバ１１の外被２２の変性を抑えるための保管方法を具体的に説明する。
（紫外線遮蔽フィルムを用いた保管方法）
図３に示すように、この保管方法では、ボビン１２に巻き付けた光ファイバ１１を、保管環境の温度を４０℃以下とし、かつ紫外線遮蔽フィルム（紫外線遮蔽物）３１で覆った状態で保管する。
この紫外線遮蔽フィルム３１は、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰させる材料をフィルム状に形成したものであり、例えば、ラッピングフィルムやプラスチックカバーからなるものである。

紫外線遮蔽フィルムを用いることによる外被の変性抑制効果について調べた結果を説明する。具体的には、保管環境温度を常温（２３℃）とし、４０Ｗの蛍光灯による１０００ｌｘの照明環境下において、紫外線遮蔽フィルムなしで保管した場合及び複数種の紫外線遮蔽フィルムで覆って保管した場合における外被の黄色化（ＹＩ：イエローインデックス）の進行度を調べた。
用いた紫外線遮蔽フィルムは、サンプル１〜３の３種類であり、サンプル１のフィルムは紫外線強度が１０ｍＷ／ｍ^２以下となる紫外線減衰波長が３９０ｎｍ以下、サンプル２のフィルムは紫外線減衰波長が４１０ｎｍ以下、サンプル３のフィルムは紫外線減衰波長が４４０ｎｍ以下である。
なお、照度１ｌｘは、可視光スペクトルの中間の波長５５５ｎｍでは１．４６ｍＷ/ｍ^２に等しく、蛍光灯の分光分布から、波長４１０ｎｍの光は波長５５５ｎｍの光の強度の約５０％程度となるため、紫外線強度が１０ｍＷ／ｍ^２以下となる、ということは、紫外線強度を大体１％以下に減衰させることに相当する。

図４は各サンプル１〜３の紫外線波長と透過率との関係を示すものである。図４に示すように、サンプル１のフィルムでは、波長３９０ｎｍ以下の紫外線強度を１％以下に減衰させ、紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰させるが、波長３９０ｎｍを超えると紫外線の透過率が上昇して約６０％の透過率で紫外線が透過する。サンプル２のフィルムでは、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１％以下に減衰させ、紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰させるが、波長４１０ｎｍを超えると紫外線の透過率が上昇して約４０％の透過率で紫外線が透過する。サンプル３のフィルムでは、波長４４０ｎｍ以下の紫外線強度を１％以下に減衰させ、紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰させるが、波長４４０ｎｍを超えると紫外線の透過率が上昇して約３３％の透過率で紫外線が透過する。

上記のサンプル１〜３の評価の結果を図５に示す。図５に示すように、フィルムなしで保管した場合、光ファイバ１１の外被２２は、保管開始直後から黄色化が急激に進行した。また、紫外線減衰波長が３９０ｎｍ以下のサンプル１のフィルムで覆って保管した場合、光ファイバ１１の外被２２の黄色化の進行がある程度抑えられたが、やはり、保管開始直後からの黄色化が次第に進んでしまった。これに対して、紫外線減衰波長が４１０ｎｍ以下のサンプル２のフィルム及び紫外線減衰波長４４０ｎｍ以下のサンプル３のフィルムで覆って保管した場合では、保管開始後３００時間を超えても、光ファイバ１１の外被２２の黄色化は殆ど進行することはなかった。

このことから、光ファイバ１１の外被２２の変性（黄色化）を抑制するには、ボビン１２に巻き付けた光ファイバ１１を、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰する紫外線遮蔽フィルム３１で覆うことが有効であることがわかった。

このように、紫外線遮蔽フィルム３１によってボビン１２に巻き付けた光ファイバ１１を覆うと、温度４０℃以下の保管環境において、光ファイバ１１へ照射される紫外線の内の波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度が１０ｍＷ／ｍ^２以下に減衰される。すると、光ファイバ１１の外被２２における硬化反応の進行が抑えられて変性が防止される。これにより、ボビン１２に巻き付けた状態で光ファイバ１１の品質を長期にわたって良好に維持することができる。

また、図５のように得られた結果から、紫外線減衰波長と外被の変性による黄色化との関係を算出した。その結果を図６に示す。図６は、外被２２に１０００ｌｘで白色光を照射したときに、紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下に遮光する波長（紫外線減衰波長）の上限値（横軸）と、外被２２が黄色化して黄変度ＹＩが３０に達する日数（縦軸）との関係を示している。図６に示すように、波長３６０ｎｍ以下を遮光した場合と３９０ｎｍ以下を遮光した場合では、ＹＩが３０になるまで黄色化する日数は非常に少ないが、遮光する波長を４１０ｎｍ以下にまで広げた場合では、到達日数が非常に大きく伸びることが確認できた。
このことから、外被２２の黄色化を抑えるには、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を抑えることが有効であることがわかる。

また、図７は環境温度と外被の変性による黄色化との関係を示すものである。具体的には、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にした状態での環境温度（横軸）と、外被２２が黄色化して黄変度ＹＩが３０に達した日数（縦軸）との関係を示している。

図７に示すように、紫外線硬化型樹脂からなる外被２２は、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にした状態であっても、環境温度が高くなると、黄色化してＹＩが３０に達するまでの日数が減少する。特に、環境温度が４０℃を超えると、ＹＩが３０に達するまでの日数が急激に減少する。
以上の結果から、外被２２の黄色化を抑えるには、波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を抑えつつ、空調設備等を用いて環境温度を４０℃以下とすることが有効であることがわかる。

（低紫外線照明を用いた保管方法）
上記の紫外線遮蔽フィルムを用いる保管方法とは別の保管方法も採用できる。
図８に示す保管方法では、ボビン１２に巻き付けた光ファイバ１１の保管環境の照明として、保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度が１０ｍＷ／ｍ^２以下である低紫外線照明（照明）４１を用いる。また、空調設備等により、保管環境の温度を４０℃以下とする。低紫外線照明４１としては、ＵＶ光カット蛍光灯、または、４１０ｎｍ以下の波長範囲を発光しないＬＥＤ照明が好適である。

このように、低紫外線照明４１を用いれば、光ファイバ１１へ照射される紫外線の内の波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度が１０ｍＷ／ｍ^２以下となる。また、保管環境の温度を４０℃以下とすると、光ファイバ１１の外被２２における硬化反応の進行が抑えられて変性が防止される。これにより、ボビン１２に巻き付けた状態で光ファイバ１１の品質を長期にわたって良好に維持することができる。

１１：光ファイバ、１２：ボビン、２２：外被、３１：紫外線遮蔽フィルム（紫外線遮蔽物）、４１：低紫外線照明

Claims (3)

1. 紫外線硬化型樹脂からなる外被によって外周が被覆された光ファイバをボビンに巻き付けた状態で保管する光ファイバの保管方法であって、
   前記ボビンに巻き付けた前記光ファイバの保管環境の温度を４０℃以下とし、かつ前記保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にすることを特徴とする光ファイバの保管方法。
2. 請求項１に記載の光ファイバの保管方法であって、
   波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２に減衰させる紫外線遮蔽物で前記ボビンに巻き付けた前記光ファイバを覆うことを特徴とする光ファイバの保管方法。
3. 請求項１に記載の光ファイバの保管方法であって、
   低紫外線照明を用いることで、前記保管環境における波長４１０ｎｍ以下の紫外線強度を１０ｍＷ／ｍ^２以下にすることを特徴とする光ファイバの保管方法。

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