JPH0442838A - 光硬化型樹脂被覆光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光硬化型樹脂被覆光ファイバの製造方法に関
し、特に光伝送損失の耐側圧特性に優れた光硬化型樹脂
被覆光ファイバの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、光ファイバを保護し、側圧に起因するマイクロベ
ンディング現象による光伝送特性の劣化を防止するため
、樹脂被覆光ファイバの被覆構造は、低ヤング率の樹脂
により形成された一次被覆層と、高ヤング率の樹脂によ
り形成された二次被覆層の二層構造で構成されている。

このような被覆層に用いる樹脂としては、硬化性に優れ
た光硬化型樹脂が一般的に用いられており、光硬化型樹
脂被覆光ファイバの断面構造の一例を第４図に示す。図
中、１は光ファイバ、２は一次被覆層、３は二次被覆層
であり、これら被覆層に用いられる樹脂の室温でのヤン
グ率は、耐側圧性の観点から、−次被覆用はできるだけ
低く、二次被覆用は、できるだけ高くすることが望まし
いが、現実には一次被覆用は、約０．１〜約１ｋｇ／ｍ
ｍ２、二次被覆用は、約１０〜約１００ｋｇ　／　ｍ　
ｍ　２のものが用いられている。

例えば、特開昭５９−１２６５０４号公報に記載された
被覆光ファイバは、内層は常温におけるヤング率が１ｋ
ｇ／ｍｍ２以下の樹脂を用い、外層は常温におけるヤン
グ率が６０〜２００ｋｇ／ｍｍ２の紫外線硬化樹脂を用
いており、また、特開昭６３−２００８号公報に記載さ
れた被覆光ファイバは、内層は常温におけるヤング率が
０．０１〜０．１ｋｇ／ｍｍ２の樹脂を用い、外層は常
温におけるヤング率が４０〜６０ｋｇ／ｍｍ２の樹脂を
用いている。

ここで、−次被覆用樹脂の室温でのヤング率の下限が約
１ｋｇ／ｍｍ２である理由は、従来の樹脂設計ではヤン
グ率を下げると、完全硬化型の樹脂中硬化成分含有率（
飽和ゲル分率）を高く（例えば、９０％以上）維持する
ことが困難で、樹脂が劣化しやすくなる等の問題が生じ
やすくなるためである。

また、二次被覆用樹脂の室温でのヤング率の上限が約１
００ｋｇ／ｍｍ２である理由は、従来の樹脂設計ではヤ
ング率を上げると、樹脂の伸び強度を高く維持すること
が困難で、樹脂が割れやすくなる等光ファイバの機械特
性上の問題が生じやすくなるという問題があったためで
ある。

したがって、従来の製造方法によれば、光硬化型樹脂被
覆光ファイバの機械的特性や信頼性を損ねることなく、
−次被覆樹脂の弾性率を低くし、また、二次被覆樹脂の
弾性率を高くすることには限界があり、被ＦＩｔ樹脂の
製造上の面から、光ファイバの伝送損失の耐側圧特性を
向上させることが困難であった。

特に、−次被覆層の弾性率を低下させることは、耐側圧
の向上に非常に有効なため、飽和ゲル分率を高く維持し
たまま、−次被覆層の弾性率を低下させることは重要な
問題であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、光硬化型樹脂被覆光ファイバの製造方法において
、−次被覆層については、塗布した光硬化型樹脂の温度
を高めて硬化し、硬化後の被覆樹脂の弾性率を低下させ
、二次被覆層については、温度を低めて硬化し、硬化後
の被覆樹脂の弾性率を高めるようにして、所望の弾性率
の被覆層を形成することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、光硬化型樹脂被覆光ファイバの製造方法にお
いて、塗布した光硬化型樹脂を硬化する時の光硬化型樹
脂温度を制御することにより、硬化後の被覆樹脂の弾性
率を調整することを特徴とするものである。

一次被覆層となる、塗布した光硬化型樹脂については、
温度を高めて光照射して硬化し、硬化後の被覆樹脂の弾
性率を低下させるようにすることができる。

温度を高める手段として、加熱装置中に光硬化型樹脂を
塗布した光ファイバを通した後、光照射して硬化させる
ようにしてもよい。

光照射装置の中に配置された管の中に光硬化型樹脂を塗
布した光ファイバを通し、該管の中を加熱ガスを流して
光硬化型樹脂の温度を高めるようにしてもよい。

管の中を流す加熱ガスとしてヘリウムガスを用いること
ができる。

二次被覆層となる、塗布した光硬化型樹脂については、
温度を低めて光照射して硬化し、硬化後の被覆樹脂の弾
性率を高めるようにすることができる。

（作　用） 第２図は、−次被覆に用いられる光硬化型樹脂シートを
完全硬化する時の温度と硬化したシートのヤング率の関
係の一例を示すものである。室温で硬化したものがＯ，
１ｋｇ／ｍｍ２以上のヤング率を示すのに比べ、高温で
硬化すると、硬化したシートのヤング率はＯ，１ｋｇ／
ｍｍ２以下に低下している。

第３図は、二次被覆に用いられる光硬化型樹脂シートを
完全硬化する時の温度と硬化したシートのヤング率の関
係の一例を示すものである。室温で硬化したものが１０
０ｋｇ／ｍｍ２以下のヤング率を示すのに比べ、低温で
硬化すると、硬化したシートのヤング率は１００ｋ　ｇ
　／　ｍ　ｍ　２以上に高くなっている。

このように、硬化時の温度によって、弾性率が変化する
理由についての詳細のメカニズムについて、明らかには
わかっていないが、温度により架橋状態が変化するため
と推定され、ゲル分率の低下や伸び等の低下等の悪影響
は起こらないことがわかった。

従来の光ファイバの製造方法によれば、硬化時の温度は
、樹脂の集合熱の発生と照射される光に含まれる赤外線
を中心とした熱エネルギー成分の照射により、通常室温
以上となっている。

これに対して、本発明の方法によれば、その温度を大幅
に上昇または降下させることができるため、それに対応
して弾性率を大幅に低下または高めることができる。す
なわち、硬化前の樹脂を前述の加熱手段を用いれば、そ
れを用いない場合に比べ、−次被覆樹脂の硬化時の温度
を大幅に高めることができ、冷却手段を用いれば、二次
被覆樹脂の硬化時の温度を大幅に低下させることができ
る。

したがって、製造された光硬化型樹脂被覆光ファイバの
機械的特性や、信頼性を損ねることなく、−次被覆樹脂
の弾性率を低くし、また、二次被覆樹脂の弾性率を高く
することができるため、光ファイバの伝送損失の耐側圧
特性を向上させることができる。

（実施例） 第１図は、本発明の製造方法を実施するための光硬化型
樹脂被覆光ファイバの製造装置の概略図である。図中、
１は光ファイバ、４は母材、５は線引炉、６はヒーター
、７は樹脂塗布装置、８はガス吹込口、９は加熱装置、
１０は光照射装置、１１は一次被覆された光ファイバ、
１２はガス吹込口、１３は冷却装置、１４はクーラント
出口、１５はクーラント人口、１６は二次被覆された光
ファイバ、１７は巻取装置である。

第１図の装置を用い、第４図で説明した断面構造の光硬
化型樹脂被覆光ファイバを製造条件を変えて５種類と比
較例を２種類製造した。それらの製造条件を第５図に示
す。

樹脂塗布装置７で塗布した一次被覆層を光照射装置１０
によって硬化する前に、加熱装置９により２００°Ｃに
加熱した。Ｎα１とＮα２は、ガス吹込口８からガスは
流さず、Ｎα３はＮ２ガスを、Ｎα４とＮα５はＨｅガ
スを流した。

二次被覆層については、Ｎα１〜Ｎα４は従来と同様に
、硬化前に冷却はしなかったが、Ｎα５は冷却装置１３
によって一２０°Ｃに冷却した。

−次被覆用の樹脂は、室温におけるヤング率が０．０１
１ｋｇ／ｍｍ２のウレタンアクリレート樹脂で、硬化時
の温度とヤング率の関係は第２図に示すとおりである。

二次被覆用の樹脂は、室温におけるヤング率が約９５ｋ
ｇ／ｍｍ２のウレタンアクリレート樹脂で、硬化時の温
度とヤング率の関係は第２図に示すとおりである。

得られた樹脂被覆光ファイバの評価として、次被覆層と
二次被覆層の平均ゲル含有率および二次被覆層のヤング
率を測定した。いずれの光ファイバも、ゲル含有率の観
点から判断すると、完全硬化をしていた。冷却を行なわ
ずに従来法と同じ二次被覆法を行なったＮα１〜Ｎα４
は、シート状態で測定した値と同程度のヤング率を示し
たが、硬化前に冷却したＮα５の二次被覆のヤング率は
、１００ｋｇ／ｍｍ２を大幅に上回った。

これらのファイバを用いて一定の側圧がかかるような構
造のケーブルを作製して側圧による損失増を測定した結
果から明らかなように、従来の製造方法によって製造し
た比較例Ｎα６とＮα７の光ファイバに比べて、本発明
による光ファイバを用いたケーブルは、損失増が低く抑
えられることがわかった。

なお、塗布した光硬化型樹脂の温度を高める方法として
は、硬化する前に予め加熱装置中を通す方法や、光照射
装置の中に配置された管の中に光硬化型樹脂を塗布した
光ファイバを通し、該管の中を加熱ガスを通す方法を用
いることができる。

加熱ガスを用いる場合には、熱伝導率が高いヘリウムガ
スを用いることは特に有効である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被覆
樹脂の機械特性や信頼性を低下させることなく、ヤング
率を大きく変化させることができ、光硬化樹脂を用いて
、−次被覆のヤング率を非常に低く、また、二次被覆の
ヤング率を非常に高くできるため、耐側圧性に優れた光
硬化型樹脂被覆光ファイバを製造することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法を実施するための光硬化型
樹脂被覆光ファイバの製造装置の概略図、第２図は、−
次被覆用の樹脂における硬化時の温度とヤング率の関係
を示す線図、第３図は、二次被覆用の樹脂における硬化
時の温度とヤング率の関係を示す線図、第４図は、光硬
化型樹脂被覆光ファイバの一例の断面図、第５図は、試
作した光ファイバの評価結果を示す図である。 １・・・光ファイバ、４・・・母材、５・・・線引炉、
６・・・ヒーター、７・・・樹脂塗布装置、８・・・ガ
ス吹込口、９・・・加熱装置、１０・・・光照射装置、
１２・・・ガス吹込口、１３・・・冷却装置、１７・・
・巻取装置。 第１図 特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光硬化型樹脂被覆光ファイバの製造方法において、塗布
   した光硬化型樹脂を硬化する時の光硬化型樹脂温度を制
   御することにより、硬化後の被覆樹脂の弾性率を調整す
   ることを特徴とする光硬化型樹脂被覆光ファイバの製造
   方法。