JP2010197455A

JP2010197455A - 光ファイバの着色方法

Info

Publication number: JP2010197455A
Application number: JP2009039119A
Authority: JP
Inventors: Yuji Abe; 裕司阿部; Mitsuru Takagi; 充高城; Makoto Ishida; 誠石田; Takeshi Katagiri; 健片桐
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】光ファイバに着色ダイスにより着色樹脂を塗布する際に、光ファイバの線速の減速で着色層に気泡が混入しない光ファイバの着色層形成方法を提供する。
【解決手段】繰出しボビン２から繰り出される光ファイバ１に、着色ダイス４を用いて着色樹脂を塗布して光ファイバ１の表面に着色層を形成する方法で、光ファイバ１の線速に応じて着色ダイス４に樹脂圧を制御しながら着色樹脂を供給し、光ファイバの定常線速を減速するときの減速加速度が１０ｍ／ｓ^２以上の場合は、着色樹脂の樹脂圧を光ファイバの定常線速時の樹脂圧と同等以上に維持するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバの被覆の表面に着色樹脂を塗布して着色層を形成する方法に関する。

光ファイバは、光ファイバ母材から線引きして被覆を施した状態のファイバ（光ファイバ素線ともいう）に配線識別用の着色層を施している。この着色層が施された状態の光ファイバ（通常、光ファイバ心線という）を、複数本平行一列に並べて共通被覆で一体化してテープ心線としたり、テンションメンバと共に光ファイバ心線をケーブル外被で一体に被覆して光ファイバケーブルとしている。

光ファイバの製造において、例えば、特許文献１に開示のように、光ファイバ母材から線引きされた直後のガラスファイバには、樹脂塗布装置を用いて被覆が施される。樹脂塗布装置には、被覆用の樹脂が樹脂供給装置から圧力を加えて供給される。この場合、光ファイバの線引きの線速が定常状態に到達するまでは、線速の上昇割合に応じて樹脂供給圧力を上昇させながら供給している。

また、光ファイバに着色層を形成する方法としては、上記と同様な樹脂塗布装置と樹脂供給装置を用いて行われる。例えば、特許文献２には、樹脂塗布装置として、被覆が施された光ファイバ素線を通過させる着色ダイスと、この着色ダイスに着色樹脂が圧力制御された状態で供給することが開示されている。また、該特許文献２には、光ファイバの線速を減速させて停止する間に着色樹脂の供給圧力を低減させて、着色ダイスの出口側に余剰の着色樹脂が溜まるのを防止し、安定した着色樹脂塗布を可能とすることが開示されている。

特開２００１−６６４７６号公報特開平５−３０７１３４号公報

上記の特許文献１には、光ファイバに樹脂の被覆層を形成する場合に、樹脂の供給圧力を光ファイバの線速の上昇割合に応じて上昇させることが開示され、特許文献２には、光ファイバの線速の減速に対して樹脂の供給圧力を低減することが開示されている。すなわち、光ファイバに樹脂層（被覆層あるいは着色層）を塗布形成する場合に、光ファイバの線速を上げる時には線速に追従して樹脂圧を増加させ、光ファイバの線速を下げる時には線速に追従、若しくはそれより樹脂圧を減じている。

着色工程では、スクリーニングを行なうため光ファイバの低強度部で断線して巻取りを一旦停止させたり、指定長で巻取りを停止させたりする場合がある。このような場合には、定常線速から減速させたり、停止状態から定常線速まで上昇させたりすることが必要となる。しかしながら、光ファイバの製造効率を高めるために、近年は光ファイバの定常線速が速くなっており、このため定常線速へ上昇させる加速度あるいは減速させる加速度も急速となっている。

光ファイバの線速が高速化された状況下で、光ファイバに着色のための着色樹脂を、着色ダイスを用いて塗布形成する場合、スクリーニング断線や光ファイバのボビン巻き替え等で、光ファイバを定常線速から減速する際に、着色樹脂の樹脂圧を線速に応じて急速に低減すると、着色層に気泡の混入が生じるという問題が生じている。着色層に気泡が混入していると、それによりファイバ表面に凹凸が生じ、その凹凸によって表面に照射する光が乱反射してしまうため、光ファイバとしては外観異常となり、不良品となってしまう。

光ファイバの線速の減速加速度が小さい場合（緩やかに減速）は、上記のような問題は生じないが、光ファイバの線速の減速加速度が大きい場合（急速な減速）には、着色層に気泡の混入が見られる。この理由は、光ファイバの線速の急速な減速により、定常線速時よりも光ファイバ素線と着色樹脂とのメニスカスが大きくなり、空気を巻き込むために気泡が混入するものと想定される。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光ファイバに着色ダイスにより着色樹脂を塗布する際に、光ファイバの線速の減速で着色層に気泡が混入しない光ファイバの着色方法の提供を目的とする。

本発明による光ファイバの着色方法は、繰出しボビンから繰り出される光ファイバに、着色ダイスを用いて着色樹脂を塗布して前記光ファイバの表面に着色層を形成する方法で、光ファイバの線速に応じて着色ダイスに樹脂圧を制御しながら着色樹脂を供給し、光ファイバの定常線速を減速するときの減速加速度が１０ｍ／ｓ^２以上の場合は、着色樹脂の樹脂圧を光ファイバの定常線速時の樹脂圧と同等以上に維持するように制御する。

本発明によれば、光ファイバの線速の減速加速度が大きい場合に、線速の減速に係らず樹脂圧を減速前の樹脂圧と同等以上に制御するという簡単な制御で、光ファイバに気泡が混入しない状態で着色層を形成することができ、不良品の発生を防止することができる。

本発明の実施形態を説明する図である。

図１により本発明の概略を説明する。図１（Ａ）は本発明の実施の形態を示し、光ファイバ素線上に着色層を形成する一例を示す図である。図中、１は光ファイバ素線、１’は着色された光ファイバ心線、２は繰出しボビン、３はガイドローラ、４は着色ダイス、５は紫外線照射装置、６はガイドローラ、７はキャプスタンローラ、８，１０はガイドローラ、９はダンサーローラ、１１は巻取りボビン、１２は着色樹脂タンク、１３は樹脂供給管路、１４は電磁弁、１５は圧力ガス源、１６は樹脂圧検出センサ、１７は樹脂圧制御装置を示す。

図１（Ａ）に示すように、光ファイバ素線１は、繰出しボビン２から繰り出され、ガイドローラ３を経て着色ダイス４を通すことにより、光ファイバ素線１の被覆層上に着色樹脂が塗布される。光ファイバ素線１の被覆層の外周に塗布された着色樹脂は、紫外線照射装置５を通すことにより硬化され、光ファイバを識別する着色層とされる。着色層が施された光ファイバ素線１は、光ファイバ心線１’としてガイドローラ６、キャプスタンローラ７を経て、所定の線速で引き取られ、ガイドローラ８及び１０とダンサーローラ９を介して、巻取りボビン１１で巻き取られる。

着色ダイス４には、着色樹脂タンク１２から樹脂供給管路１３を介して着色樹脂が供給され、その着色樹脂の供給量は、樹脂供給管路１３を通る樹脂圧によって制御される。樹脂供給管路１３への着色樹脂の送出は、例えば、着色樹脂タンク１２内に圧力を加えることにより行なわれ、そのための圧力は、圧力ガス源（例えば、窒素ガス）１５の圧力を調整することにより行なわれる。また、樹脂圧の制御を行なうか否かは、着色樹脂タンク１２と圧力ガス源１５との間に配された電磁弁１４により選択される。

着色樹脂の樹脂圧を制御するために、樹脂供給管路１３の経路中に樹脂圧検出センサ１６が配され、その検出値は樹脂圧制御装置１７に入力される。また、光ファイバ素線１の線速に応じて樹脂圧を制御するために、例えば、キャプスタンローラ７で光ファイバ素線１の線速が検出され、その検出値は樹脂圧制御装置１７に入力される。樹脂圧制御装置１７に入力された光ファイバの線速から、着色ダイス４に供給される着色樹脂の樹脂圧が所定値となるように圧力ガス源１５の圧力が制御される。

図１（Ｂ）は、上述の光ファイバの線速と着色ダイスに供給される着色樹脂の樹脂圧の関係を説明する図である。光ファイバ素線１は、繰出しボビン２からの繰り出し開始から、所定の定常線速となるまで、徐々に加速される。この光ファイバの線速が定常線速となるまでの加速時には、光ファイバの線速の上昇に追従して着色樹脂の樹脂圧を徐々に増加させ、着色ダイスへの着色樹脂の供給が不足しないように制御される。光ファイバの線速が定常線速で一定となっている間は、着色樹脂の樹脂圧も一定となるように圧力ガス源１５が制御される。

光ファイバ心線の巻取りボビンの交換等で、光ファイバの線速を減速ないしは停止する場合には、通常、一点鎖線で示すように、光ファイバの線速の減速に追従して着色樹脂の樹脂圧を徐々に低減させる、若しくは樹脂圧を「０」とし、着色ダイスへの着色樹脂の供給が過剰となって、着色ダイスの出口側に樹脂溜りが生じないように制御される。

しかしながら、光ファイバの線速の減速が比較的緩やかで減速加速度（ｍ／ｓ^２）が小さい場合は、上記の制御で問題はないが、製造効率を高めるため、定常線速を急激に減速して減速加速度が大きくなるような場合は、光ファイバ素線上の着色層に気泡の混入という現象が生じやすくなる。この理由は、光ファイバの線速の急速な減速により、定常線速時よりも光ファイバ素線と着色樹脂とのメニスカスが大きくなり、空気を巻き込むために気泡が混入するものと想定される。

このため、本発明においては、図１（Ｂ）の実線で示すように、光ファイバを定常線速から急速に減速させる場合に、着色ダイスに供給する着色樹脂の樹脂圧を、光ファイバの線速を減じる前の樹脂圧に維持するか、または、多少樹脂圧を上げるように制御する。この場合の急速に減速させる減速加速度としては、後述するように１０ｍ／ｓ^２以上とされる。なお、これ以下の減速加速度では、着色ダイスの出口側で樹脂溜りが生じる恐れがあり、一点鎖線のように、光ファイバの線速に応じて樹脂圧も低減させるのが望ましい。

次に示す表１は、光ファイバの線速の減速加速度を変えて、上記の樹脂圧による光ファイバの着色層の形成状態を評価した結果を示すものである。

評価は、減速加速度を２〜２０ｍ／ｓ^２まで変化させた時の、それぞれの減速加速度で、光ファイバの線速の減速に応じて樹脂圧を追従（樹脂圧の線速追従）させた場合、光ファイバの線速を減速しても樹脂圧を変えず一定（樹脂圧一定）とした場合、光ファイバの線速を減速しても樹脂圧を多少上げて一定（樹脂圧＋α，α＝０.０５ＭＰａ）とした場合に、着色層の外観異常（気泡混入）の発生率（外観異常発生率）を調べた。なお、各減速加速度における外観異常発生率の試験の結果は、サンプル数Ｎ＝１０で判定した。

「樹脂圧の線速追従」においては、減速加速度が２ｍ／ｓ^２および７.５ｍ／ｓ^２では、外観異常発生率は０％で、減速加速度が１０ｍ／ｓ^２では外観異常発生率は１０％、減速加速度が１２ｍ／ｓ^２では、外観異常発生率は６０％と急激に異常発生率が増加した。また、減速加速度が１５ｍ／ｓ^２では、外観異常発生率は８０％、減速加速度が２０ｍ／ｓ^２では、外観異常発生率は１００％となった。

これに対し、本発明による「樹脂圧一定」および「樹脂圧＋α」においては、減速加速度が２ｍ／ｓ^２および７.５ｍ／ｓ^２では、着色ダイスの出口側で樹脂溜りが発生し塗布ムラが生じた。しかし、減速加速度が１０ｍ／ｓ^２、１２ｍ／ｓ^２、１５ｍ／ｓ^２、２０ｍ／ｓ^２では、外観異常発生率は０％であった。

上述した表１の評価結果からは、光ファイバの着色層の形成に際して、光ファイバの線速を定常線速から減速する場合、減速加速度が１０ｍ／ｓ^２以上では、着色樹脂の樹脂圧を光ファイバの定常線速時の樹脂圧と同等以上に維持することにより、着色層への気泡の混入を抑制し、外観異常の発生を防止できることがわかる。これにより、光ファイバの線速および減速加速を上げることが可能となり、製造効率を高めることができる。

１…光ファイバ素線、１’…着色された光ファイバ心線、２…繰出しボビン、３…ガイドローラ、４…着色ダイス、５…紫外線照射装置、６…ガイドローラ、７…キャプスタンローラ、８，１０…ガイドローラ、９…ダンサーローラ、１１…巻取りボビン、１２…着色樹脂タンク、１３…樹脂供給管路、１４…電磁弁、１５…圧力ガス源、１６…樹脂圧検出センサ、１７…樹脂圧制御装置。

Claims

繰出しボビンから繰り出される光ファイバに、着色ダイスを用いて着色樹脂を塗布して前記光ファイバの表面に着色層を形成する方法であって、
前記光ファイバの線速に応じて前記着色ダイスに樹脂圧を制御しながら前記着色樹脂を供給し、前記光ファイバの定常線速を減速するときの減速加速度が１０ｍ／ｓ^２以上の場合は、前記着色樹脂の樹脂圧を前記光ファイバの定常線速時の樹脂圧と同等以上に維持するように制御することを特徴とする光ファイバの着色方法。