JP2024017776A - 光ファイバテープ心線の製造装置、および光ファイバテープ心線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単心被覆光ファイバの間の間隔が不均一になることを抑制できる光ファイバテープ心線の製造装置を提供すること。【解決手段】複数本の単心被覆光ファイバが間欠的に接着された光ファイバテープ心線の製造装置であって、前記複数本の単心被覆光ファイバの間に間欠的に配置された光硬化型樹脂に、前記光硬化型樹脂を硬化させる光を照射するための光照射部を含み、前記光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における前記光の積算光量は、両端部における前記光の積算光量以下であることを特徴とする、製造装置。【選択図】図２

Description

本発明は光ファイバテープ心線の製造装置、および光ファイバテープ心線の製造方法に関する。

近年、ＩｏＴ（Internet of Things）の普及や５Ｇ商用の本格化、自動車の自動運転などにより、データトラフィックが飛躍的に増加しており、それを支える高速大容量光ファイバ通信網の整備・構築に関して、世界的に需要が高まってきている。たとえば、欧米諸国における情報通信用ケーブルは、地下埋設のダクトに布設されることが多い。そのため、情報通信用ケーブルは、布設スペースに物理的な制約をうける。欧米諸国の高速大容量な光ファイバ通信網の整備・構築を経済的に実現させるには、既存ダクトを用いたまま従来ケーブルよりも光ファイバ心線が高密度なケーブルを導入することで布設コストを低減させることが強く求められている。

特許文献１には当該高密度な光ケーブルの一例として、間欠連結型光ファイバテープ心線を用いた光ケーブルが開示されている。

特許第６６５７９７６号公報

図１は、間欠的に接着された光ファイバテープ心線の従来の製造装置１の概略図である。図１に示されるように、光ファイバテープ心線２は複数の単心被覆光ファイバ３が間欠的に接着されることで製造される。具体的には、図１に示されるように、複数の単心被覆光ファイバ３がプーリー４によって幅方向に等間隔に保持されつつ搬送される。搬送されてきた複数の単心被覆光ファイバ３に対してテープダイス５が光硬化型樹脂６をテープ状に塗布する。次に、光硬化型樹脂６が間欠的に配置されるように、分離ダイス７がテープ状の光硬化型樹脂６を分断する。次に、光照射部８が光を照射して間欠的に配置された光硬化型樹脂６を硬化させる。このようにすることで、光ファイバテープ心線２が得られる。

ここで本発明者らが鋭意検討したところ、図１に示されるように、上記の製造装置で製造すると、光ファイバテープ心線２の幅方向において、単心被覆光ファイバ３の間隔が均一でないことを見いだした。具体的には、図１に示されるように、中心部付近の単心被覆光ファイバ３の間隔は広く、両端部付近の単心被覆光ファイバ３の間隔は狭くなる傾向がある。

検討の結果、これは図１に示されるように、光照射部８の光照射スポット８’の形状が略円形状である場合等には、光ファイバテープ心線２の幅方向において両端部の光硬化型樹脂６の方が、中心部の光硬化型樹脂６よりも光照射スポット８’内に位置する時間が短く、両端部の光硬化型樹脂６が受ける積算光量が中心部の光硬化型樹脂６が受ける積算光量よりも小さくなるため、両端部の光硬化型樹脂６は中心部の光硬化型樹脂６よりも遅く硬化することに起因すると推察された。

得られた光ファイバテープ心線２は、図１に示されるようにテープ状であるが、使用されるときは幅方向に折りたたまれて束状になる。ここで上記の単心被覆光ファイバ３の間隔が均一でないと、例えば、意図通りに折りたたまれず、光ファイバテープ心線２を高密度化できない可能性がある。

本発明の目的は、単心被覆光ファイバの間の間隔が不均一になることを抑制できる光ファイバテープ心線の製造装置および製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
複数本の単心被覆光ファイバが間欠的に接着された光ファイバテープ心線の製造装置であって、
前記複数本の単心被覆光ファイバの間に間欠的に配置された光硬化型樹脂に、前記光硬化型樹脂を硬化させる光を照射するための光照射部を含み、
前記光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における前記光の積算光量は、両端部における前記光の積算光量以下であることを特徴とする、製造装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、
複数本の単心被覆光ファイバが間欠的に接着された光ファイバテープ心線の製造方法であって、
前記複数本の単心被覆光ファイバの間に間欠的に配置された光硬化型樹脂に光を照射して前記光硬化型樹脂を硬化させる工程を含み、
前記光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における前記光の積算光量は、両端部における前記光の積算光量以下であることを特徴とする、製造方法が提供される。

本発明によれば、単心被覆光ファイバの間の間隔が不均一になることを抑制できる光ファイバテープ心線の製造装置および製造方法を提供することができる。

図１は、従来の光ファイバテープ心線の製造装置において単心被覆光ファイバの間隔が不均一になることを説明するための図である。 図２Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態に係る製造装置の概略図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置、および光ファイバ心線の製造方法について説明する。

［実施の形態１］
（１）光ファイバテープ心線の製造装置
図２Ａは本発明の実施の形態１に係る光ファイバテープ心線の製造装置１ａの概略構成を示す図である。図２Ａに示すとおり、製造装置１ａは、搬送方向に沿って、プーリー４、テープダイス５（樹脂塗布部）、分離ダイス７（分離部）、光照射部８ａを有する。以下、それぞれについて説明する。

プーリー４は、搬送されている複数本の単心被覆光ファイバ３と接触し、搬送に合わせて回転する部材である。プーリー４は、複数本の単心被覆光ファイバ３を幅方向において位置決めする。具体的には、プーリー４は、隣り合う単心被覆光ファイバ３の間隔が均一になるように位置決めする。

テープダイス５（樹脂塗布部）は、搬送されてきた複数本の単心被覆光ファイバ３に光硬化型樹脂６を塗布する。光硬化型樹脂６は、単心被覆光ファイバ３どうしを接着する接着剤として機能する。テープダイス５を通過した複数本の単心被覆光ファイバ３は未硬化の光硬化型樹脂６により被覆され、テープ状となっている。すなわち、テープ状の複数本の単心被覆光ファイバ３において、未硬化の光硬化型樹脂６は、長さ方向および幅方向の両方向について連続的な状態となっている。

分離ダイス７（分離部）は、テープ状になった複数本の単心被覆光ファイバ３から未硬化の光硬化型樹脂６を間欠的に除去して、連続していた当該樹脂を分離させ、当該樹脂を間欠的に配置された状態にする。具体的には、図２Ａの右側に示されるように、分離ダイス７は、光硬化型樹脂６を、光ファイバテープ心線２ａの長さ方向および幅方向の両方向について間欠的に配置された状態とする。
分離ダイス７の構成は、上記のように光硬化型樹脂６を間欠的に配置する機能を発揮できれば特に制限されない。たとえば、分離ダイス７は、上記のテープ状になった複数本の単心被覆光ファイバ３の表面に垂直な高さ方向について昇降可能な複数の分離ニードルを有するように構成されればよい。そして、各分離ニードルは、単心被覆光ファイバ３の間に配置され、中央部の分離ニードルと両端部の分離ニードルとが交互に昇降するように構成されればよい。中央部の分離ニードルと両端部の分離ニードルとが交互に昇降することで、光硬化型樹脂６を間欠的に配置された状態とすることができる。
また、分離ダイス７は、切り欠きを有する円形状の回転刃を複数有するように構成されてもよい。このような各回転刃は、上記と同様に単心被覆光ファイバ３の間に配置され、各回転刃が回転することで、光硬化型樹脂６を間欠的に配置された状態とすることができる。

光照射部８ａは、間欠的に配置された光硬化型樹脂６に光を照射して硬化させる。たとえば、光硬化型樹脂６が紫外線硬化型樹脂である場合、光照射部８ａは紫外線を光硬化型樹脂６に照射する。ここで、照射される光の積算光量は、光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における光の積算光量が、両端部における光の積算光量以下であればよい。積算光量を上記のように調整する手段は、特に限定されず、例えば光ファイバテープ心線の場所に応じて光の照度または照射時間を調整すればよい。たとえば、中心部における光硬化型樹脂６と両端部における光硬化型樹脂６とで光照射スポット８ａ’内に位置する時間が略同一となるように、光照射スポット８ａ’の形状を調整する。この状態において、中心部における光硬化型樹脂６が受ける光の照度が、両端部における光硬化型樹脂６が受ける光の照度以下となるように、光照射スポット８ａ’における照度分布を調整する。このようにすることで、中心部における光硬化型樹脂６が受ける積算光量が両端部における光硬化型樹脂６が受ける積算光量以下となるため、中心部における光硬化型樹脂６の硬化速度が、両端部における硬化速度より速くなることが抑制され、単心被覆光ファイバ３の間隔が不均一になることが抑制される。また、中心部における光硬化型樹脂６が光照射スポット８ａ’内に位置する時間が、両端部における光硬化型樹脂６が光照射スポット８ａ’内に位置する時間以下となるように、光照射スポット８ａ’の形状を調整してもよい。

なお、図２Ａに示される光照射部８ａからの光照射スポット８ａ’では、中心部における光の照度と両端部における光の照度とが同じである。このような照度分布は、例えば、光源からの光の配光を制御するライトガイドなどを用いることで達成可能である。

また、光照射部８ａは、光硬化型樹脂６を半硬化させるプレ照射部であってもよいし、完全硬化させる光照射部であってもよい。ここで「半硬化」とは樹脂が完全硬化していない状態、つまり樹脂が光エネルギーにより部分的に架橋された状態にあることをいう。一方、「完全硬化」とは樹脂が完全または完全に近い状態まで硬化している状態、つまり樹脂が光エネルギーにより完全または完全に近い状態まで架橋された状態にあることをいう。

なお、光照射部８ａがプレ照射部である場合、製造装置１ａは光照射部８ａの搬送方向の下流に完全硬化させるためのさらなる光照射部を有していることが好ましい。

（２）光ファイバテープ心線の製造方法
まず、複数本の単心被覆光ファイバ３をプーリー４で位置決めしながら搬送する。なお、搬送速度は、６０～１０００ｍ／分であることが好ましい。

次に、搬送されている複数本の単心被覆光ファイバ３に、テープダイス５（樹脂塗布部）で未硬化の光硬化型樹脂６をテープ状に塗布する。なお、光硬化型樹脂は２５℃での粘度が４．７～８．８Ｐａ・ｓであり、エポキシアクリレート系光硬化型樹脂またはウレタンアクリレート系光硬化型樹脂であることが好ましい。

次に、分離ダイス７（分離部）で光硬化型樹脂６を間欠的に配置された状態にする。

次に、光照射部８ａで光（例えば紫外線）を照射して光硬化性樹脂を硬化させる。このようにすることで複数本の単心被覆光ファイバ３が間欠的に接着された光ファイバテープ心線２ａが得られる。ここで、上記したように照射される光の積算光量は、光ファイバテープ心線２ａの幅方向について、中心部における光の積算光量が、両端部における光の積算光量以下であればよい。このようにすることで、中心部における光硬化型樹脂の硬化速度が、両端部における硬化速度より速くなることが抑制され、単心被覆光ファイバ３の間の間隔が不均一になることが抑制される。なお、本実施の形態においては、中心部における光の積算光量（照度および照射時間）と両端部における光の積算光量（照度および照射時間）とが同じである。

また、この光の照射は、光硬化型樹脂を半硬化させるプレ照射であってもよいし、完全硬化させる照射であってもよい。光の照射がプレ照射である場合、光硬化型樹脂を完全硬化させるためのさらなる光照射工程を有することが好ましい。

［実施の形態２］
図２Ｂは実施の形態２に係る光ファイバ心線の製造装置１ｂの概略構成を示す平面図である。製造装置１ｂは、光照射部８ｂを有しており、光の照射態様が製造装置１ａと異なる。以下この点について説明する、なお、製造装置１ｂにおいて、製造装置１ａと同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。

図２Ｂに示されるように、光照射部８ｂからの光照射スポット８ｂ’は、光ファイバテープ心線２ｂの幅方向に沿って複数ある。これは各光照射スポット８ｂ’において照度の大きさを任意に制御できることを表している。

このような光照射スポット８ｂ’は、例えば、光ファイバテープ心線２ｂの幅方向に沿って複数の光源を配置し、各光源の光の強度を制御することで達成することができる。

また、例えば、幅方向に沿って配置された、光源からの光を通過させる複数の光通過孔を有する部材を用いることで達成可能である。このような光通過孔は孔の大きさを制御したりすることで光の強度が制御され得る。

製造装置１ｂにおいて、光硬化型樹脂６に照射される光の積算光量は、光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における光の積算光量が、両端部における光の積算光量以下であればよいが、上記のように照度を制御できる製造装置１ｂは、中心部における光の積算光量を、両端部における光の積算光量未満としたいときに特に好適である。

上記のように中心部における光の積算光量を、両端部における光の積算光量未満とすることによって、例えば、以下のような利点がある。すなわち、照射部８ｂが光硬化型樹脂６を半硬化させるプレ照射部として機能する場合には、中心部における光の積算光量を両端部における光の積算光量未満とすることで、中心部の樹脂の粘度をより低い状態に維持することができる。そして、その後の光硬化型樹脂６を完全硬化させる光照射部による光の照射を行うまでに単心被覆光ファイバ３の間の間隔を調整できる。このようにすることで、単心被覆光ファイバ３の間の間隔が不均一になることをより抑制することができるようになる。

また、製造装置１ｂは、光照射前に、複数の単心被覆光ファイバ３が平行でなく角度がついていたりする場合や、複数の単心被覆光ファイバ３の間隔が均一でない場合等、不均一となる要因や箇所等に応じて照度を制御することができる。そのため製造装置１ｂは、状況に応じて単心被覆光ファイバの間隔が不均一になることを抑制することに好適である。

なお、実施の形態１と同様に、実施の形態２における光照射部８ｂも樹脂を半硬化させるためのプレ照射部であってもよいし、完全硬化させるための照射部であってもよい。光照射部８ｂがプレ照射部である場合は、製造装置１ｂは光照射部８ｂの搬送方向の下流に完全硬化させるためのさらなる光照射部を有していることが好ましい。
実施の形態１および実施の形態２にかかる図２Ａおよび図２Ｂでは、４本の単心被覆光ファイバ３を１心ごとに独立に光ファイバテープ心線２ａの長さ方向および幅方向の両方向について間欠的に配置した例を示している。単心被覆光ファイバ３の本数（心数）は増減してもよいし、複数心ごとにまとめて間欠的に配置してもよい。たとえば単心被覆光ファイバ３の本数を１２本とし、２心ごとにまとめて間欠的に配置してもよい。

本実施の形態に係る製造装置および製造方法は、光ファイバテープ心線の間隔が不均一になることを抑制し、光ファイバテープ心線が所望通りに折りたたまれることに寄与する。したがって、本実施の形態に係る製造装置および製造方法は、光ファイバケーブルを高密度化することに有用である。

１、１ａ、１ｂ 製造装置
２、２ａ、２ｂ 光ファイバテープ心線
３ 単心被覆光ファイバ
４ プーリー
５ テープダイス
６ 光硬化型樹脂
７ 分離ダイス
８、８ａ、８ｂ 光照射部
８’、８ａ’、８ｂ’ 光照射スポット

Claims (4)

1. 複数本の単心被覆光ファイバが間欠的に接着された光ファイバテープ心線の製造装置であって、
   前記複数本の単心被覆光ファイバの間に間欠的に配置された光硬化型樹脂に、前記光硬化型樹脂を硬化させる光を照射するための光照射部を含み、
   前記光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における前記光の積算光量は、両端部における前記光の積算光量以下であることを特徴とする、
   製造装置。
2. 請求項１に記載の製造装置において、
   前記中心部における前記光の積算光量は、前記両端部における前記光の積算光量未満であることを特徴とする製造装置。
3. 複数本の単心被覆光ファイバが間欠的に接着された光ファイバテープ心線の製造方法であって、
   前記複数本の単心被覆光ファイバの間に間欠的に配置された光硬化型樹脂に光を照射して前記光硬化型樹脂を硬化させる工程を含み、
   前記光ファイバテープ心線の幅方向について、中心部における前記光の積算光量は、両端部における前記光の積算光量以下であることを特徴とする製造方法。
4. 請求項３に記載の製造方法において、
   前記中心部における前記光の積算光量は、前記両端部における前記光の積算光量未満であることを特徴とする、製造方法。

Images