JP2863071B2 - 光ファイバの製法 - Google Patents

光ファイバの製法

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幸司 鶴崎
宗久 藤巻
克巳 澤田
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/12General methods of coating; Devices therefor

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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は品質の良好な光ファイバ
素線を高速に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より光ファイバ素線を製造するに
は、以下のような製法が採用されている。まず、光ファ
イバ母材を、約2000℃に加熱溶融しながら紡糸し、
得られた光ファイバ裸線を冷却装置を通過させて約10
0℃以下の温度にまで冷却する。ついで、コーターにて
紫外線硬化型、あるいは熱硬化型の樹脂を被覆し、樹脂
硬化装置にて前記樹脂を硬化させ、得られた光ファイバ
素線をプーリーを経由させて、巻き取り装置により巻き
取る。
【0003】ところで、近時、紡糸速度を高速化させ
て、生産性を高めることが行われているが、紡糸速度を
400m/min以上の高速とすると、線ブレ量が増加
し、コーターのニップルとの接触による強度低下や、被
覆層の厚みが偏ることによる側圧特性の低下などの問題
が生じる。この一因として、光ファイバ裸線や光ファイ
バ素線の冷却に必要な冷却ガスおよび樹脂硬化装置内の
パージガスの流量の増加にともない、前記ガスの流れに
より光ファイバ裸線や光ファイバ素線に振動が起こるた
めであるということが挙げられる。この他にも種々の要
因が考えられるが、本発明者は、その一つに、光ファイ
バ素線が最初に接触するプーリーなどの表面平滑性も関
与していることを見いだした。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの事
情に鑑みてなされたものであって、光ファイバ素線の線
ブレ量を抑制し、品質の安定した光ファイバ素線を高速
に製造する方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、光ファイ
バ裸線に被覆層を形成して光ファイバ素線とし、これ
を、ガイドコロやプーリーなどの固形物を経由して巻き
取り装置に巻き取る光ファイバの製造工程において、光
ファイバ素線が最初に接触する固形物として、光ファイ
バ素線が接触する表面の凹凸が0.6μm以下であるも
のを用いることで解決できる。
【0006】
【作用】本発明の光ファイバの製法は、表面が滑らかな
固形物を用いることにより、固形物表面の凹凸に起因す
る線ブレやゆらぎが抑制される。
【0007】
【実施例】次に、本発明の光ファイバの製法について詳
しく説明する。図1は、本発明で使用される製造装置1
の一例を示すものである。まず、光ファイバ母材2を約
2000℃の加熱炉3で溶融しながら紡糸して、光ファ
イバ裸線とした後、この光ファイバ裸線を冷却装置4に
通し、約100℃に冷却する。
【0008】ついで、前記光ファイバ裸線をコーター5
に通し、そこで、紫外線硬化型、あるいは熱硬化型の樹
脂を被覆する。その後ただちに紫外線照射炉あるいは加
熱炉などの樹脂硬化装置6を経て、前記樹脂を硬化さ
せ、光ファイバ素線を作成する。このようにして得られ
た光ファイバ素線は、プーリー7を経由して走行方向が
変えられ、巻き取り装置8により巻き取られる。
【0009】そして、この発明では、前記プーリー7と
して、光ファイバ素線が接触する表面の凹凸が0.6μ
m以下とされたものが用いられる。ここでの表面平滑性
の定義は、JISーB0601によるもので、その測定
には、光学式表面粗さ計、接触式表面粗さ計が用いられ
る。このようにして、測定されたプーリー7の表面の凹
凸の値は、プーリー7の表面平滑性を示す指標として評
価される。また、このプーリー7には、張力測定機能が
付与されている。
【0010】このようなプーリー7の材質は、耐久性、
機械的強度などに優れているものであれば特に種類は限
定されるものではないが、金属、セラミック、硬質プラ
スチック、エンジニアリングプラスチックなどが好まし
い。
【0011】さらに、プーリー7の表面には平滑性をも
たせるため、ハードコート処理を施すことが好ましい。
これは、プーリー7の表面を研磨した後、金属などの薄
膜を形成させるものである。薄膜形成法としては、クロ
ムメッキなどのメッキ法や、CVD法、無電解メッキ法
など、金属薄膜を形成させるものが好ましいが、特に限
定されるものではない。また、コーティング材も、プー
リー7の大きさ、材質などによって、任意のものを選択
することができる。また、プーリー7の表面に平滑性を
もたせるには、研磨のみ、あるいは、薄膜形成のみであ
っても差し支えない。
【0012】このような光ファイバ素線の製法は、光フ
ァイバ裸線に被覆層を形成して光ファイバ素線とし、こ
れを、表面の凹凸が0.6μm以下のプーリー7を経由
して巻き取り装置8に巻き取る製法であるので、プーリ
ー7の表面の凹凸に起因する線ブレやゆらぎが抑制され
るため、光ファイバ素線の被覆層の厚みが均一に保持さ
れ、高速で紡糸するにもかかわらず、常に良好な品質の
光ファイバ素線を得ることができる。
【0013】以下、具体例を示し、本発明の効果を明ら
かにする。 (実施例1)光ファイバ母材2を約2000℃で加熱溶
融し、紡糸し、クラッド径が125μmのシングルモー
ド光ファイバ裸線を得た。ついで、これを冷却装置4に
通して、約100℃になるまで冷却した。冷却には、紡
糸速度が200m/minの場合にはヘリウムと窒素の
混合ガス(1:1の比率)を3l/min流した。ま
た、紡糸速度の変化に伴い冷却ガス流量は適宜変更し
た。
【0014】ついでコーター5にてウレタンアクリレー
ト系UV樹脂を塗布し、ただちに、UV照射炉で前記樹
脂を硬化して光ファイバ素線を得た。この光ファイバ素
線の被覆径は250μmで、被覆層は2層である。つい
でこれを、ステンレス製で、表面平滑性が0.6μmの
プーリー7を経由して、巻き取り装置8に巻き取った。
また、前記プーリー7には、この表面を研磨し、なめら
かにしたものを用いた。
【0015】(実施例2)アルミ製で、表面平滑性が
0.3μmのプーリー7を用いた他は、実施例1と同様
の方法で、光ファイバ素線を得た。また、前記プーリー
7の表面を研磨した後、ハードコート処理を施した。こ
の際のコーティング材にはハードクロムメッキを用い
た。
【0016】(比較例1)ステンレス製で、表面平滑性
が1.0μmのプーリー7を用いた他は、実施例1と同
様の方法で、光ファイバ素線を得た。
【0017】(比較例2)鉄製で、表面平滑性が1.6
μmのプーリー7を用いた他は、実施例1と同様の方法
で、光ファイバ素線を得た。
【0018】(試験例1)実施例1、実施例2、比較例
1、比較例2で得られた光ファイバ素線の品質を示す指
標として、それぞれの、光ファイバ素線の紡糸速度を、
200、400、800、1200m/minにしたと
きの線ブレ量を測定した。線ブレ量は、樹脂硬化装置6
からプーリー7までの任意の位置での線ブレ量を示して
いる。この結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】(試験例2)実施例1、実施例2、比較例
1、比較例2で得られた光ファイバ素線の品質を示す指
標として、それぞれの光ファイバ素線の被覆層の最も厚
い部分と、最も薄い部分を測定しこれらの値の比を求め
た。被覆層の厚みは、光ファイバ素線の断面の顕微鏡観
察によって測定し、最も薄い部分をa、最も厚い部分を
bとして、これらの比をb/a値として示した。a、b
は、光ファイバ素線上の任意の100箇所で測定し、b
/a値はそれぞれの平均値から算出した。この値が1に
近いほど、品質が良好であるといえる。b/a値と紡糸
速度の関係を図2に示す。また、この時の紡糸速度は試
験例1と同様である。
【0021】(試験例3)実施例1、実施例2、比較例
1、比較例2で得られた光ファイバ素線の品質を示す指
標として、それぞれの光ファイバ素線がプーリー7に接
触することによる損失の程度を損失増分(dB/km)
とし評価した。この損失増分は、プーリー7と接触した
後の光ファイバ素線の損失から、プーリー7と接触する
前の光ファイバ素線の損失を引いたものであり、この損
失増分が0に近いほど品質が良好であるといえる。その
結果を図3に示す。これらは、いずれも、光ファイバ素
線を100km製造し、任意の20箇所で1kmとった
場合の平均値で示している。また、この時の紡糸速度は
試験例1と同様であり、400gの巻張力で、鉄製のボ
ビンに巻き取った。
【0022】ここで試験例1ないし試験例3の結果を説
明する。まず、表1から明らかなように、200m/m
inの低速においては、いずれの線ブレ量も0.1mm
以下と、差はなかった。ところが、紡糸速度が高速化す
るにしたがって、比較例1および比較例2のものは、線
ブレ量が著しく増加した。この現象は、プーリー7の表
面平滑性が低下するとともに顕著になった。一方、プー
リー7の表面平滑性を0.6μm以下に抑えた実施例1
および実施例2では、1200m/minの高速で紡糸
しても、低速で紡糸したものと同様のものが得られた。
【0023】次に、図2に示すように、プーリー7の表
面平滑性の差による品質の差は、被覆層の厚みの偏りに
も表れた。実施例1および実施例2のものは、紡糸速度
を高速にしても被覆層の厚みの偏りはほとんど認められ
なかったが、比較例1および比較例2のものは、紡糸速
度に比例するように、被覆層の厚みに偏りがみられた。
【0024】このような品質の差は、図3に示すよう
に、損失増分においても表れた。実施例1および実施例
2のものは、紡糸速度を高速にしても、損失増分はほと
んど認められなかったが、比較例1および比較例2のも
のは、紡糸速度が高速になるにしたがって損失増分が増
加した。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バの製法は、光ファイバ裸線に被覆層を形成して光ファ
イバ素線とし、これを、ガイドコロやプーリーなどの固
形物を経由して、巻き取り装置に巻き取る光ファイバの
製法において、光ファイバ素線が最初に接触する固形物
として、光ファイバ素線が接触する表面の凹凸が0.6
μm以下であるものを用いるので、固形物表面の凹凸に
起因する線ブレやゆらぎが抑制されるため、光ファイバ
素線の被覆層の厚みが均一に保持され、光ファイバ素線
にかかる側圧が光ファイバ素線のいずれの箇所でも一定
となる。また、高速で紡糸するにもかかわらず、品質の
良好な光ファイバ素線を得ることができるなどの効果も
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光ファイバ素線の製法を示す概略構
成図である。
【図2】 本発明の光ファイバ素線と、従来の光ファイ
バ素線それぞれの被覆層の偏りと紡糸速度との関係を示
すグラフである。
【図3】 本発明の光ファイバ素線と、従来の光ファイ
バ素線それぞれの損失増分と紡糸速度との関係を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1…製造装置、2…光ファイバ母材、3…加熱炉、7…
プーリー、8…巻き取り装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 浩一 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フ ジクラ 佐倉工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03C 25/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ裸線に被覆層を形成して光フ
    ァイバ素線とし、これを、ガイドコロやプーリーなどの
    固形物を経由して巻き取り装置に巻き取る光ファイバの
    製法において、光ファイバ素線が最初に接触する固形物
    として、光ファイバ素線が接触する表面の凹凸が0.6
    μm以下であるものを用いることを特徴とする光ファイ
    バの製法。
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JPWO2005063640A1 (ja) 2003-12-26 2007-07-19 株式会社フジクラ 光ファイバ捻り装置、光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線
JP5250630B2 (ja) 2008-12-19 2013-07-31 株式会社フジクラ 光ファイバ母材の製造方法
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