JP4094128B2 - 光ファイバ素線の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ素線の製造方法および製造装置に関し、特に裸光ファイバと被覆層との密着性を改善したものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ素線は、通常石英系ガラスからなる裸光ファイバを合成樹脂液(以下樹脂液と略記する)でコーティングして、これを硬化させることにより、前記裸光ファイバの外周上に合成樹脂製の被覆層を設けたものである。
光ファイバ素線においては、裸光ファイバと被覆層との密着性が温度特性などの環境特性や取扱い性に大きく影響する。この密着性の指標としては、引き抜き力が用いられる。図2は引き抜き力の測定方法の一例を示したものである。すなわち、まず裸光ファイバ11aと被覆層11bとからなる光ファイバ素線11の一方の先端12の被覆層11bを一部除去する。この先端12を下方に配置して光ファイバ素線11の上部を固定する。前記先端12の裸光ファイバ11aは固定治具13の中央に設けられた孔に固定する。ついで、この固定治具13とともに裸光ファイバ11aを下方に引っ張って、被覆層11bから裸光ファイバ11aが引き抜かれる際の力(荷重)を測定する。
図3はこの引き抜き力の測定時に得られた固定治具13の移動距離と荷重との関係を示したグラフの一例である。このグラフの安定した水平部分の荷重の値を引き抜き力とする。
【0003】
従来、裸光ファイバと被覆層との密着性を向上させるために、被覆層を構成する合成樹脂にシランカップリング剤を配合している。この方法によれば被覆層中のシランカップリング剤のOH基と裸光ファイバを構成する石英ガラス中の酸素(O)との間で水素結合が生じ、これらの密着性が向上するとされている。
この際、被覆層を構成する合成樹脂中の水分は水素結合に寄与し、裸光ファイバと被覆層との密着性をさらに向上させる役割を果たす。樹脂液は吸湿性なので、被覆層形成前の樹脂液は大気中の水分を吸収し、適度に水分を含んでいる場合が多い。
【0004】
一方、裸光ファイバと被覆層との間に気泡が混入すると、これらの密着性が低下する。このため、コーティング前の裸光ファイバの近傍に炭酸ガス、フレオンガスなどのガスを流す方法がとられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、樹脂液の保存状態によっては樹脂液の水分含量が低い場合がある。水分含量が低い樹脂液を用いると、裸光ファイバと被覆層との密着性が低下することがある。一方コーティング前の裸光ファイバの近傍に流すガスは、通常水分含量がほとんどゼロである。このため、例え樹脂液が十分な水分を含んでいたとしても、裸光ファイバと樹脂液との界面に、前記ガスの流れによって水分が十分に供給されない場合がある。この結果密着性が低下したり、製造ロットによって密着性にばらつきを生じる場合がある。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、裸光ファイバと被覆層との密着性を向上させることができる光ファイバ素線の製造方法および製造装置を提供する。また、製造ロットによって密着性にばらつきを生じにくい光ファイバ素線の製造方法を提供する。また、裸光ファイバと被覆層との間に気泡が混入しない光ファイバ素線の製造方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、線引きした裸光ファイバを、シランカップリング剤を添加した合成樹脂液を充填したコーティング装置に導入し、前記裸光ファイバの外周上に被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法であって、前記コーティング装置へ導入する直前の裸光ファイバの表面に、水分を0.008kg/m 3 以上0.016kg/m 3 以下含む水分含有ガスを供給し、裸光ファイバをその外周上に水分を供給した状態で樹脂液をコーティングすることを特徴とする光ファイバ素線の製造方法を提案する。
また、本発明は、線引きした裸光ファイバを通過させながら、該裸光ファイバの表面に、水分を0.008kg/m 3 以上0.016kg/m 3 以下含む水分含有ガスを供給し、裸光ファイバの外周上に水分が供給された状態を形成する水分含有ガス供給装置と、前記水分含有ガス供給装置を通過した裸光ファイバの外周上に、シランカップリング剤を添加した合成樹脂液を用いて被覆層を形成するコーティング装置とを、少なくとも備え、前記水分含有ガス供給装置を通過した裸光ファイバが前記コーティング装置に連続的に導かれるように、該水分含有ガス供給装置と該コーティング装置との間に両者を連通する出口を配したことを特徴とする光ファイバ素線の製造装置を提案する。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の光ファイバ素線の製造方法の一例を示したものである。最初に加熱炉でファイバ母材を加熱し、線引きした裸光ファイバ11aを、上方から水分含有ガス供給装置1に供給する。前記裸光ファイバ11aは、石英系ガラスからなる外径約125μmの一般的なものである。前記水分含有ガス供給装置1にはガス供給管1bから連続的に水分含有ガス1aが供給されている。水分含有ガス1aは水分を0.008kg/m 3 以上、さらに好ましくは0.009〜0.016kg/m 3 含む空気である。水分含有量が0.008kg/m 3 未満であると水分供給量が不十分となり、0.016kg/m 3 をこえると逆に水分供給量が多すぎ、結露してしまうこともあるため不都合である。水分含有ガス1aの主成分であるガスは空気に限定するものではないが、通常は空気が安価で好ましい。
【0008】
ガス供給管1bに接続されている水分含有ガスの供給源は、ガス供給源と水分供給源との組み合わせからなり、水分含量一定の水分含有ガスを流量一定で供給するものである。前記ガス供給源としては例えばコンプレッサーなどが用いられ、前記水分供給源としてはバブリングなどが用いられる。
前記水分含有ガスの供給源には流量計、水分測定器などが取り付けられている。
通常水分含有ガス1aの供給速度は1〜5L/minとされる。
【0009】
この水分含有ガス供給装置1を通過した裸光ファイバ11aは、出口1cからコーティング装置2に連続的に導かれる。
このコーティング装置2には、樹脂供給管2bから供給された樹脂液2aが充填されており、このコーティング装置2の出口2cから、裸光ファイバ11aの外周上に未硬化の被覆層11bが設けられたものが引き出される。そして、この被覆層11bを、所定の硬化装置を通過させた後、光ファイバ素線11が得られる。
この裸光ファイバ11aの線引きから光ファイバ素線11の供給までの工程は通常連続的に行われ、この際の線引き速度は例えば10〜15m/secとされる。
【0010】
前記被覆層11bを形成する材料としては例えば紫外線硬化型樹脂などが用いられ、この場合前記硬化装置としては紫外光照射装置が用いられる。また、樹脂液2aにはシランカップリング剤が0.3〜2重量%程度添加されていると好ましい。
【0011】
この光ファイバ素線の製造方法においては、コーティング装置2に供給する直前に、裸光ファイバ11aの表面に水分含有ガスが供給される。このため、裸光ファイバ11aは、その外周上に水分が十分に供給された状態で、樹脂液によってコーティングされるので、裸光ファイバ11aと被覆層11bとの界面の水分が不足することがない。この結果、樹脂液2aに添加されたシランカップリング剤の効果を向上させることができる。
また、水分含有ガスの流れによって、裸光ファイバ11aと被覆層11bとの間に気泡が混入することを防止することができる。
以上のふたつの作用により、裸光ファイバ11aと被覆層11bとの密着性が向上し、かつ製造ロットによる密着性のばらつきが発生しにくくなる。
【0012】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。シランカップリング剤を1重量%含む紫外線硬化型樹脂液を、乾燥空気と加湿によって、重量比で400ppm,200ppm,20ppmの水分量にそれぞれ調整した。また、水分含有ガスは乾燥空気の水分量を調整し、それぞれ水分量が0.001kg/m 3 ,0.004kg/m 3 ,0.008kg/m 3 のものを用意した。これらの樹脂液と水分含有ガスとの組み合わせにより、図1に示した方法で光ファイバ素線を製造した。そして、各条件毎に20サンプルずつ、図2に示した方法で、図3に示したグラフの水平部分の荷重を引き抜き力として測定した。表1には、それぞれの条件毎に、20サンプルの測定値を被覆層部分の長さで除して規格化した値(g/cm)の平均値と、標準偏差を示した。この結果より、水分含有ガスの水分量が0.008kg/m 3 の場合は引き抜き力が大きく、裸光ファイバと被覆層との密着性が良好で、また樹脂液の水分量に関わらず、引き抜き力のばらつきが少なく、特性が安定していることが明らかとなった。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、コーティング装置に供給する直前に、裸光ファイバの表面に水分含有ガスが供給される。このため、裸光ファイバは、その外周上に水分が十分に供給された状態で樹脂液によってコーティングされるので、裸光ファイバと被覆層との界面の水分が不足することがない。この結果、樹脂液に添加されたシランカップリング剤の効果を向上させることができる。
また、水分含有ガスの流れによって、裸光ファイバと被覆層との間に気泡が混入することを防止することができる。
以上のふたつの作用により、裸光ファイバと被覆層との密着性が向上し、かつ製造ロットによって密着性のばらつきが発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光ファイバ素線の製造方法の一例を示した概略構成図である。
【図2】 裸光ファイバと被覆層との密着性の指標である引き抜き力の測定方法の一例を示した説明図である。
【図3】 引き抜き力の測定時に得られるグラフの一例を示した図である。
【符号の説明】
1…水分含有ガス供給装置、1a…水分含有ガス、1b…ガス供給管、
2…コーティング装置、2a…樹脂液、2b…樹脂供給管、
11…光ファイバ素線、11a…裸光ファイバ、11b…被覆層。
Claims (2)
- 線引きした裸光ファイバを、シランカップリング剤を添加した合成樹脂液を充填したコーティング装置に導入し、前記裸光ファイバの外周上に被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法であって、
前記コーティング装置へ導入する直前の裸光ファイバの表面に、水分を0.008kg/m 3 以上0.016kg/m 3 以下含む水分含有ガスを供給し、裸光ファイバをその外周上に水分を供給した状態で樹脂液をコーティングすることを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。 - 線引きした裸光ファイバを通過させながら、該裸光ファイバの表面に、水分を0.008kg/m 3 以上0.016kg/m 3 以下含む水分含有ガスを供給し、裸光ファイバの外周上に水分が供給された状態を形成する水分含有ガス供給装置と、前記水分含有ガス供給装置を通過した裸光ファイバの外周上に、シランカップリング剤を添加した合成樹脂液を用いて被覆層を形成するコーティング装置とを、少なくとも備え、
前記水分含有ガス供給装置を通過した裸光ファイバが前記コーティング装置に連続的に導かれるように、該水分含有ガス供給装置と該コーティング装置との間に両者を連通する出口を配したことを特徴とする光ファイバ素線の製造装置。
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