「剥離力」とは?

なぜ一部のファイバーコアは剥がしやすく、他のものは化学薬品に浸さないと剥がせないのですか?

これは、ファイバーコアの保護層の構造と材質が異なるためです。一般的に、ファイバーコアの周囲には「一次被覆(primary coating)」と呼ばれる紫外線硬化型樹脂の保護層が施されています。この一次被覆は、ファイバーコアを物理的な損傷から保護する役割を担っています。

一次被覆には、通常、「ハード層(hard coating)」と「ソフト層(soft coating)」の2層構造があります。ハード層は、ファイバーコアを物理的な損傷から保護し、ソフト層は、ファイバーコアを保護すると同時に、ファイバーの柔軟性を高める役割を担っています。

一次被覆の剥離しやすさは、主にハード層とソフト層の材質と硬度によって決まります。一部の一次被覆は、比較的柔らかい材質で作られており、特殊な工具を使わなくても、指や一般的な工具で簡単に剥がすことができます。

しかし、他の一次被覆は、より硬い材質で作られており、剥離が困難な場合があります。このような場合、一次被覆の材質によっては、化学薬品(剥離液)を使用して、一次被覆を軟化または溶解させてから剥がす必要があります。

使用される化学薬品は、一次被覆の材質によって異なりますが、一般的には、エタノール、イソプロピルアルコール、または特殊な剥離剤などが使用されます。これらの化学薬品は、一次被覆の樹脂を分解し、ファイバーコアから剥がれやすくします。

どのような一次被覆が使用されているか、またはどのような化学薬品が必要かは、光ファイバーの製造元や製品仕様によって異なります。したがって、光ファイバーの被覆を剥がす際には、製造元の指示に従うことが重要です。

光ファイバーの外部「保護被覆」(すなわちファイバーコーティング、Coating)の剥離の容易さは、主にコーティング剥離力(Coating Strip Force)によって決まります。剥離力の大きさは、コーティング材料の物理化学的性質コーティング層の厚さ、およびコーティング層と二酸化ケイ素(ガラス)クラッドの接着強度などの要因によって総合的に影響されます。

以下に、光学工学と材料科学の観点から、なぜ一部のファイバーは機械的に剥離しやすく、他のファイバーは化学薬品による剥離が必要なのかを詳細に解説します。


一、 なぜ一般的なファイバーは「剥がしやすい」のか?(機械剥離の原理)

一般的な通信ファイバー、例えば OFSCN® G.652D Optical FiberOFSCN® G.657 Optical Fiber のコーティング層は、以下の特徴を持っています。

  1. 材料特性:**ポリアクリレート(Polyacrylate)**材料を採用しています。これは高分子の紫外線硬化型接着剤で、良好な弾性と適度な接着力を有します。
  2. 厚さ設計:これらのファイバーのクラッド外径は 125\ \mu\text{m} ですが、コーティング層の外径は 255\ \mu\text{m} です。これは、片側のコーティング層の厚さが約 65\ \mu\text{m} に達することを意味します。
  3. 低剥離力設計:ポリアクリレートと二酸化ケイ素クラッド間の接着力(界面せん断強度)は、合理的な範囲で設計されており、その剥離力は通常 1\ \text{N} から 3\ \text{N} の間です。
  4. 剥離方法:コーティング層は十分な厚さと弾性を持っているため、標準的なメカニカルストリッパー(ミラープライヤーなど)を使用してコーティング層に簡単に切り込むことができます。引っ張る際に、コーティング層はクラッド表面でせん断滑りを起こし、ガラスクラッドを傷つけることなく、きれいに、そして完全に除去されます。