光ファイバーの外側の被覆は何でできている?

なぜプラスチックのように感じられるのですか?正式名称は何ですか?

OFSCN®

あなたの触れているプラスチック様の部品は、物理学および材料工学においては、広義の「プラスチック」または「樹脂」である**高分子ポリマー(Polymer)**に分類されます。

光ファイバーの内部は、高純度二酸化ケイ素(石英ガラス)で作られたコア(Core)とクラッド(Cladding)から構成されており、これらは非常に脆く、湿気、物理的な傷、微小な曲がりに極めて敏感です。ガラス基材を保護し、機械的な引張強度を付与するために、光ファイバーの製造工程において、クラッドの外側に1層または複数層の保護層を直ちにコーティングする必要があります。

接触している光ファイバーの構造層によって、この「被覆」には異なる正式名称と材料分類があります。

1. 一次コーティング(Primary Coating / Coating)

光ケーブルの外被を剥がした、非常に細い裸光ファイバー(通常、外径は約 150\ \mu\text{m} ~ $250\ \mu\text{m}$)に触れた場合、それに触れているのが一次コーティングです。

用途環境によって、コーティング材料と特性は大きく異なります。

  • 汎用通信光ファイバー – ポリ(アクリレート)(Polyacrylate):
    これは最も一般的な光ファイバーコーティング材料です。紫外線(UV)で急速に硬化するポリアミド系またはポリ(アクリレート)系樹脂であり、日常使用される柔軟なプラスチックに非常に近い感触です。例えば、標準的な OFSCN® G.652D Optical Fiber または OFSCN® G.657 Optical Fiber では、コア直径が 9\ \mu\text{m}、クラッド直径が 125\ \mu\text{m} で、ポリ(アクリレート)コーティング層の外径は 255\ \mu\text{m} です。
  • 特殊高温/センサー光ファイバー – ポリイミド(Polyimide):
    高温または高ひずみなどの特殊センサー環境では、一般的なプラスチックコーティングは過度の温度で溶融して機能しなくなります。この場合、高性能エンジニアリングプラスチックであるポリイミド(PI)をコーティングに使用する必要があります。例として OFSCN® 300℃ SM Polyimide Optical Fiber が挙げられます。このコーティングは通常、半透明の琥珀色または濃い黄色で、非常に硬く薄く、コーティング層の外径はわずか 155\ \mu\text{m} です(クラッドは同様に $125\ \mu\text{m}$)。

2. 密閉型バッファ(Tight Buffer)

直径約 0.9\text{mm} の光ファイバー(屋内ピグテール、光ファイバーパッチコード内部の単芯分岐など)に触れた場合、上記のコーティング層の外側にさらに厚い保護層があり、正式名称は密閉型バッファまたは套塑管です。

  • 一般的な材料:
    • PVC(ポリ塩化ビニル) または LSZH(低煙無ハロゲンポリオレフィン):標準パッチコードの一般的な構成。
    • Hytrel(熱可塑性ポリエステルエラストマー) または Nylon(ナイロン):より優れた機械的耐摩耗性と引張強度を提供するために使用されます。
    • ETFE / PFA などのフッ素樹脂(Fluoropolymer):優れた化学的不活性、耐食性、および広い温度範囲での動作能力を備えています。

3. 外被(Outer Jacket)

より太く、直接手で引っ張ることができる完成した光ケーブル(典型的な外径は 2.0\text{mm}3.0\text{mm} またはそれ以上)に触れた場合、最も外側の厚い層は外被(Outer Jacket)と呼ばれます。

  • その材料は、一般的な PVCPE(ポリエチレン、屋外直埋または管路光ケーブルに主に使用)、および LSZH の他に、極端な高圧、超高温、または高引張強度の過酷な産業環境(例えば、Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. OFSCN® が製造する坑井用光ケーブルや鎧装光ケーブル)では、ステンレス鋼シームレス鋼管などの金属材料が外層被覆として使用され、最高レベルの耐圧性、耐腐食性、および機械的保護性能を保証します。