JPH06183789A - 光ファイバ心線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紫外線硬化型樹脂の被覆層の内側の光ファイ
バ表面に、カーボン被膜のような導電性被膜を有する光
ファイバ心線を製造するにあたり、前記紫外線硬化型樹
脂の架橋度を制御しながら架橋させ、安定した高い架橋
度を達成する。 【構成】 光ファイバの外周にカーボン被膜が設けられ
たカーボンコートファイバ１は、コーティングダイス２
を通り外周に紫外線硬化型樹脂を被覆された後、紫外線
が照射されて前記樹脂が架橋硬化される。次いで、前記
ファイバのカーボン被膜と、架橋硬化後の光ファイバ心
線７の表面にそれぞれ接触するように配置された電極７
間の電気抵抗が、抵抗測定計８により測定された後、引
取り機構９を経て巻取られる。また、抵抗測定計８から
の信号はＣＰＵ９に送られて、架橋度の判定等の処理が
なされ、引取り速度の制御信号または紫外線ランプ３の
電流値の制御信号が出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ心線の製造
方法に係わり、特にカーボン被膜のような導電性被膜上
に被覆された紫外線硬化型樹脂の架橋度を自動的に制御
し、安定した高い架橋度の樹脂被覆を有する光ファイバ
心線を連続的に製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、石英系の光ファイバを保護する被
覆材料として、シリコーン樹脂やナイロンに代わり、紫
外線硬化型樹脂がその高速硬化性から広く採用されるよ
うになってきている。また近年、機械的強度や耐水素特
性の向上を目的として、石英系光ファイバの表面に、Ｃ
ＶＤ法（化学的蒸着法、Chemical Vapor Deposition ）
等によりカーボン被膜を形成することが行われている。

【０００３】ところで、紫外線硬化型樹脂の架橋度は、
単位時間当り単位面積に照射される紫外線の量、すなわ
ち紫外線の照射密度に依存するため、製造工程での紫外
線ランプの出力の経時的変化、照射雰囲気の温度や酸素
量あるいは線速などによって、架橋度が変化することが
ある。そして、架橋度の高低は光ファイバ心線の特性に
影響を及ぼし、例えば架橋度が不足していると、所定の
ヤング率が得られず側圧特性等が低下するおそれがある
うえに、経時的な特性変化が大きく、それに伴って信頼
性も低下するという問題があった。そのため、光ファイ
バに被覆された紫外線硬化型樹脂の架橋度を測定し管理
することが行われていた。

【０００４】このような架橋度の測定または判定方法と
しては、従来から、光ファイバ心線の被覆層から架橋後
の樹脂を採取し、溶剤抽出法によりゲル分率を測定した
り、あるいは示差走査熱量計（ＤＳＣ）などの機器を用
いて、熱分解による発熱等を測定分析する方法が行われ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
架橋度の測定方法においては、製造後の光ファイバ心線
の被覆層から樹脂を採取し、あるいは樹脂被覆層に対し
てそのまま測定を行っているため、製造装置の一部が故
障したりあるいは紫外線ランプの発光強度等が低下した
場合には、樹脂の架橋度が十分でなくかつ架橋状態が不
安定な光ファイバ心線が製造されることになる。そして
その場合には、樹脂被覆層に再び紫外線を照射する等の
操作を行い、架橋度を上げなければならず、極めて面倒
であった。

【０００６】本発明はこのような点に対処してなされた
もので、光ファイバの表面にカーボン被膜のような導電
性被膜が設けられ、その上に紫外線硬化型樹脂が被覆さ
れた構造の光ファイバ心線を製造するにあたり、紫外線
硬化型樹脂をその架橋度を自動的に制御しつつ架橋硬化
させ、安定した高い架橋度の樹脂被覆層を有する光ファ
イバ心線を製造する方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ心線
の製造方法は、光ファイバ外周に導電性被膜を設けてな
るファイバ上に、紫外線硬化型樹脂を被覆した後、紫外
線を照射して前記樹脂を架橋硬化させる光ファイバ心線
の製造方法において、前記架橋と同一の工程で、前記導
電性被膜に測定用電極を接触配置し、この被膜上に被覆
された前記紫外線硬化型樹脂の電気抵抗を測定すること
により、その架橋度を判定し、かつ判定結果により前記
紫外線の照射密度を自動的に制御することを特徴とす
る。

【０００８】本発明において、光ファイバ表面に設けら
れたカーボン被膜のような導電性被膜の上に被覆する紫
外線硬化型樹脂としては、例えばウレタン−アクリレー
ト樹脂などがある。一般に光ファイバ心線における有機
系の被覆層は、光伝送特性の点から、低ヤング率のプラ
イマリ層（１次被覆）と高ヤング率のバッファ層あるい
はセカンダリイ層（２次被覆）との二層あるいは三層構
造とすることが多く、本発明においても、二層あるいは
三層構造となるように前記紫外線硬化型樹脂を被覆する
ことができる。

【０００９】本発明において、架橋硬化された紫外線硬
化型樹脂層の電気抵抗を測定することにより、その架橋
度を正確に判定することができるのは、以下に示す理由
による。すなわち、一般に紫外線硬化型樹脂は、架橋が
進行するにつれて、分子中を自由に移動することができ
る電子あるいはイオンが減少するため、電気抵抗が増大
する。そのため、紫外線硬化型樹脂層の電気抵抗値を精
度良く測定し、適正な架橋度の場合の前記樹脂の電気抵
抗値と比較することにより、架橋度を正しく判定するこ
とができる。

【００１０】さらに本発明において、紫外線の照射密度
を制御するには、架橋工程での光ファイバ心線の線速を
変化させる方法、または紫外線ランプへの電流値を変化
させる方法を採るか、あるいはこれら両者の方法を併用
する。すなわち、前記した電気抵抗の測定結果を電気的
に出力し、この信号により、光ファイバ心線の引取りま
たはサプライの速度を変化させるか、または紫外線ラン
プに供給される電流値を変えて発光強度を変化させる
か、あるいはこれらの手段を併用し、それにより、樹脂
被覆層上に単位時間および単位面積当りに照射される紫
外線の線量を制御するようにする。

【００１１】

【作用】本発明の製造方法においては、紫外線硬化型樹
脂が被覆される前の、光ファイバ外周の導電性被膜に測
定用電極が接触配置され、この電極と光ファイバ心線表
面との間の電気抵抗、すなわち、前記導電性被膜上に被
覆され架橋硬化された紫外線硬化型樹脂層の電気抵抗が
測定され、それにより樹脂の架橋度が判定される。そし
て、そのような判定結果が紫外線の照射工程等にフィー
ドバックされて、樹脂への紫外線の照射密度が制御され
るので、安定した高い架橋度が得られ、信頼性の高い光
ファイバ心線が製造される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１は、本発明の光ファイバ心線の製造方
法の一実施例を模式的に示す図である。

【００１４】図において、符号１は光ファイバの外周に
カーボン被膜が設けられたカーボンコートファイバを示
し、これは、例えば紡糸炉で紡糸された光ファイバ（裸
線）を熱ＣＶＤ反応炉内に挿通するとともに、炉内に炭
化水素化合物を供給し、それを熱分解させて光ファイバ
表面に析出させることにより製造される。そして、この
ようなカーボンコートファイバ１は、コーティングダイ
ス２を通り、外周にウレタン−アクリレート樹脂のよう
な紫外線硬化型樹脂を所定の厚さに被覆され、次いで、
高圧水銀灯のような紫外線ランプ３により紫外線が照射
されて、前記紫外線硬化型樹脂が架橋硬化される。次い
で、このような光ファイバ心線４の樹脂被覆層の電気抵
抗が、以下に示すように構成された測定装置により測定
された後、引取り機構５を経て巻取りボビン６に巻取ら
れる。

【００１５】すなわち、実施例の測定装置においては、
導電性ブラシや金属ローラのような測定電極７の一対
が、紫外線硬化型樹脂を被覆する前のカーボンコートフ
ァイバ１のカーボン被膜の表面と、架橋硬化後の光ファ
イバ心線４の表面に接触するようにそれぞれ配置されて
おり、これらの測定電極７には超高感度の抵抗測定計８
が接続されている。そして、この抵抗測定計８により、
測定電極７間の電気抵抗、すなわち架橋硬化された樹脂
被覆層の電気抵抗が測定されるように構成されている。
そしてこのような測定結果は、抵抗測定計８から電気信
号としてＣＰＵ（中央処理装置）９へ送られ、ＣＰＵ９
では、測定値を所定値と比較するなどの処理が行われて
架橋度が判定され、引取り機構５の動作を制御し引取り
速度をコントロールする制御信号、または紫外線ランプ
３の電流値をコントロールする制御信号が出される。そ
してこれらの制御信号により、光ファイバ心線４の線速
または紫外線ランプ３の発光強度が制御され、樹脂被覆
層上への紫外線の照射密度が、常に最適の架橋度が得ら
れるようにコントロールされる。

【００１６】次に、具体的な例について説明する。

【００１７】まず、紫外線硬化型樹脂の電気抵抗が、紫
外線の照射線量が増加し架橋が進行するにしたがって増
大することを確かめるために、以下に示す実験を行っ
た。すなわち、紫外線硬化型のウレタン−アクリレート
樹脂シート（約60μm 厚）を用意し、これらの試料シー
トを、照射する紫外線の線量を変えてそれぞれ架橋させ
た。そして、架橋硬化された試料シートの電気抵抗値
を、超高感度の抵抗測定計により測定し、体積抵抗率を
求めた。このような実験の結果を図２に示す。図２の結
果から、紫外線硬化型樹脂の電気抵抗（体積抵抗率）
が、紫外線の照射線量の増加すなわち架橋度の増大にし
たがって、大きく増大することがわかった。

【００１８】次に、前述の実施例において、紫外線ラン
プ３の電流値を固定保持した状態で引取りの線速を変化
させ、各線速について、２つの測定電極７間の電気抵抗
値を抵抗測定計８によりそれぞれ測定した。また、こう
して各線速で製造された光ファイバ心線４について、架
橋硬化された樹脂被覆層のヤング率を常法により測定し
た。これらの測定結果を図３に示す。

【００１９】図３のグラフから明らかなように、抵抗測
定計８により測定された電極７間の電気抵抗値の変化
は、製造後別工程で求められた樹脂被覆層のヤング率の
変化と良く一致している。また、線速の増大に伴うヤン
グ率の低下は、そのまま架橋度の低下を意味しているの
で、実施例の装置により架橋の可否を正確に判定するこ
とができることがわかった。したがって、このような結
果を基にして線速を制御することにより、安定した高い
架橋度の樹脂被覆層を有する光ファイバ心線を連続的に
製造することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、導電性被膜を有する光ファイバ上に被覆された紫外
線硬化型樹脂の架橋度を、架橋と同一の工程で連続的に
かつ正確に判定することができる。そして、その結果を
フィードバックさせて紫外線の照射密度を制御すること
により、安定した高い架橋度を得ることができ、特性が
良好で信頼性の高い光ファイバ心線を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ心線の製造方法の一実施例
を模式的に示す図。

【図２】紫外線硬化型樹脂に対する紫外線の照射線量
と、電気抵抗（体積抵抗率）との関係を示すグラフ。

【図３】本発明の具体的実施例において測定した、線速
と樹脂被覆層の電気抵抗およびヤング率との関係を表す
グラフ。

【符号の説明】

１………カーボンコートファイバ ２………コーティングダイス ３………紫外線ランプ ４………光ファイバ心線 ５………引取り機構 ６………巻取りボビン ７………測定電極 ８………抵抗測定計 ９………ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 実 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 井上 直哉 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ外周に導電性被膜を設けてな
   るファイバ上に、紫外線硬化型樹脂を被覆した後、紫外
   線を照射して前記樹脂を架橋硬化させる光ファイバ心線
   の製造方法において、前記架橋と同一の工程で、前記導
   電性被膜に測定用電極を接触配置し、この被膜上に被覆
   された前記紫外線硬化型樹脂の電気抵抗を測定すること
   により、その架橋度を判定し、かつ判定結果により前記
   紫外線の照射密度を自動的に制御することを特徴とする
   光ファイバ心線の製造方法。