JPH0692693A - 光ファイバの樹脂塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバに対する樹脂の塗布，被膜が偏肉
がなく、均一に行え、かつ光ファイバがニップルなどに
接触して傷を受けることがない樹脂の塗布方法を得る。 【構成】 入口２４から出口２５に向けて縮径するテー
パー状の挿通孔２６を有するニップル２２と、このニッ
プル２２の下方に配され、入口２７から出口２８に向け
て縮径するテーパー状の挿通孔２９を有するダイ２３を
具えたコーティングダイス２１に、光ファイバＡを挿通
し、ニップル２２とダイ２３との間隙に樹脂液Ａを供給
して光ファイバに樹脂液Ｂを塗布する際、ニップル２２
の挿通孔２６の出口２５の上側にも樹脂液Ｂを貯めた状
態で光ファイバを挿通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は、光ファイバに樹脂
を塗布，被覆する方法に関し、特に光ファイバを高速で
走行させても均一に樹脂を被覆することができ、光ファ
イバのプルーフテストでの破断回数を減少することがで
きるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバに樹脂を塗布，被覆する方法
としては、例えば米国特許第４，２６４，６４９号明細
書に示されるように、図６に示すコーティングダイスを
用いて、液状樹脂を塗布した後、紫外線照射や加熱によ
り樹脂を硬化させる方法がある。図６において、１は光
ファイバ、２はニップル、３はダイ、４は液状樹脂、５
はホルダー、１１はニップル穴、１３はダイのテーパー
部、１４はダイの出口穴、１６はニップルのテーパー状
側面、１７はメニスカスである。光ファイバ１に塗布さ
れる液状樹脂４は、ニップル２とダイ３の隙間から加圧
供給され、コーン状のニップルの側面１６とダイ３のテ
ーパー部１３で囲まれる隙間を通って、いわゆるメニス
カス１７を成形し、ダイ３の出口穴１４に向けて流れ
る。一方、ニップル２の穴１１より入った光ファイバ
は、メニスカス１７の部分で樹脂４に濡れて、ダイ３の
出口穴１４で樹脂が絞られて、光ファイバの外周に樹脂
が塗布される。

【０００３】しかし、このような塗布方法では、高線速
（例えば５００ｍ／分以上）では、塗布された樹脂に気
泡が混入したり、外周に均一に樹脂が付かない、いわゆ
る偏肉が発生したり、長手方向に外径が変動する等の問
題が発生し、生産速度を制限する原因となっていた。こ
のような塗布の不均一さは、光ファイバに被覆層の外か
らたとえ均一な力であっても力が加わったり、温度変化
により被覆層が膨張・収縮したりすると、光ファイバに
マイクロベンディングが発生し、伝送損失の増加を引き
起す原因となっていた。また、光ファイバがニップル２
のニップル穴１１に接触して、光ファイバに傷が入り、
得られた光ファイバのプルーフテストの際にひんぱんに
破断する欠点もあった。

【０００４】従来、このような問題に対し、いくつかの
試みがある。例えば、米国特許第４，５３１，９５９号
明細書にみられるように、樹脂をニップルとダイの間で
多数の穴が開いた円筒状体を通してその中心を通過する
光ファイバに供給したり、米国特許第４，６４４，８９
８号明細書に見られるように、メニスカス部がフロンガ
スでパージされ、かつ中心位置が機械的に調整できるよ
うにした方法が試みられているのが、それらはいずれも
塗布装置の構造が複雑になったり、微調整が必要など、
容易に実現することは困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、光ファイバに対する樹脂の塗布，被覆が均
一に行え、かつファイバがニップルなどに接触して傷を
受けることのない樹脂の塗布方法を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、コーティ
ングダイスのニップルの出口の上側にも樹脂液が存在す
る状態で光ファイバをコーティングダイスに通過させる
ことで解決できる。

【０００７】以下、本発明を詳しく説明する。図１は、
この発明の塗布方法の一例を示すもので、図中符号２１
はコーティングダイスを示す。このコーティングダイス
２１は、本質的に図６に示した従来のコーティングダイ
スと同一の構造を有するものであり、同様にニップル２
２とダイ２３とから概略構成されている。

【０００８】ニップル２２は、外形が円形の漏斗状のも
ので、入口２４と出口２５を有し、入口２４から出口２
５に向って徐々に縮径するテーパー状の挿通孔２６が内
側に形成されている。ダイ２３は、外径が円柱状でニッ
プル２２の下方に配され、入口２７と出口２８を有し、
入口２７から出口２８に向って徐々に縮径するテーパー
状の挿通孔２９がその内面に形成されている。

【０００９】ニップル２２とダイ２３とは、これらの間
にコーン状（円すい状）の空間３０が形成されるよう
に、かつそれらの出口２５と出口２８との中心が同一軸
線上で一致するように配置されており、上記空間３０に
は、被覆用の樹脂液Ｂが０．５〜３ｋｇ／ｃｍ²程度の
圧力でダイ２３の周方向から供給孔３１，３１を経て加
圧供給されるようになっている。

【００１０】次に、このようなコーティングダイス２１
を用いる本発明の塗布方法について説明する。まず、塗
布開始時において、光ファイバＡをニップル２２の入口
２４からダイ２３の出口２８に通して低速で走行させつ
つ、ニップル２２の上方から樹脂液Ｂを適宜の手段によ
って滴下または流下して、ニップル２２の出口２５の上
側に樹脂液Ｂがたまった状態とする。この間は、ニップ
ル２２の出口２５の上側にたまった樹脂液Ｂのみが光フ
ァイバＡに塗布されて、コーティングダイス２１から導
き出されることになる。

【００１１】ついで、この状態を維持しながら、樹脂液
Ｂを空間３０に加圧供給し、空間３０を樹脂液Ｂで充填
したのち、光ファイバＡの線速を所望の線速とし、樹脂
液Ｂの供給量，供給圧力などをこれに対応して調整す
る。この調整は通常１分以内で完了する。この調整が完
了した時点では、樹脂液Ｂは空間３０とニップル２２の
出口２５の上側との両方に存在しているので、ニップル
２２の出口２５の下部には樹脂液Ｂのメニスカスがない
状態となる。

【００１２】ニップル２２の出口２５の上側にたまった
樹脂液Ｂの貯留量としては、特に限定されないが、ニッ
プル２２のテーパー状の内面の角度がαが４０〜１００
度、ニップル２２の出口２５の内径（開口径）が０．２
５〜０．８０ｍｍの範囲では、出口２５から上方に５〜
５０ｍｍの高さ（Ｈ）まで樹脂液Ｂの液面が達するよう
にすることが好ましい。

【００１３】このような状態を保持して光ファイバＡを
コーティングダイス２１に通過走行させ、所定の厚さの
樹脂被膜を光ファイバＡ上に塗布形成することが本発明
の塗布方法となる。

【００１４】コーティングダイス２１に入る光ファイバ
Ａは、初めにニップル２２の出口２５の上側にある樹脂
液Ｂに接触する。そして、必要かつ十分量の樹脂液Ｂが
空間３０に供給されるかぎり、その液面は塗布作業中ほ
とんど変化することはないが、必要に応じて液面センサ
を用いて液面の高さ（Ｈ）を調整することができる。

【００１５】このような塗布方法によれば、光ファイバ
Ａがニップル２２に入線する際、出口２５の上側の樹脂
液Ｂによって、その入線角度が安定化し、ニップル２２
の出口２５の中央位置に入線する（センタリング効果）
ことになり、結果的に光ファイバＡがダイ２３の出口２
８の中心を通ることになるので、厚さが均一で、偏肉の
ない被覆が得られる。また、これと同時に光ファイバＡ
がニップル２２の出口２５に接触することがほとんどな
くなる。

【００１６】また、図２に示すように、光ファイバＡが
コーティングダイスのニップルに入線する際、その線速
が速くなるにつれ、ファイバの長手方向に直交する方向
に振動する線ブレ現象が生じやすくなることがあり、従
来法では、この線ブレ現象によって光ファイバがニップ
ル２２の出口２５に接触することがある。しかしなが
ら、本発明の方法では、樹脂液Ｂがニップル２２の出口
２５の上側にあるため、図３に示すように、線ブレ現象
の振動節（振動端）が樹脂液Ｂの液面のやや下方もしく
は液面上に移動し、線ブレのない状態でニップル２２の
出口２５に導かれるため、これによっても光ファイバＡ
が出口２５に接触することがなくなる。なお、この振動
端の位置は樹脂液の粘度に関連しており、粘度が高くな
ればなるほど上方へ移動する。

【００１７】これらの理由により、本発明の塗布方法に
よれば、樹脂液の塗布が均一に行われ、樹脂被膜の偏肉
が少なくなり、偏肉のバラツキも少なくなって、得られ
る光ファイバの側圧特性，耐マイクロベンディング特性
等が向上する。さらに、ニップルの出口に光ファイバが
接触することが極めて微かになるので、光ファイバに傷
がつくことがなくなり、得られる光ファイバのプルーフ
テストの際に、この傷によって破断する回数も大幅に低
下する。

【００１８】したがって、この塗布方法によれば、光フ
ァイバの線速が５００ｍ／分以上は勿論のこと１０００
ｍ／分以上としても、なんら問題なく樹脂の塗布が可能
であり、線速１２００ｍ／分での実験でも良好な結果が
得られている。また、この発明の塗布方法は、光ファイ
バのプライマリーコートのみならず、セカンダリーコー
トにも適用できることは言うまでもない。なお、ニップ
ル２２の出口２５の上側の樹脂液Ｂは、上述のようにほ
とんど消費されないので、この樹脂液Ｂとしては、必ず
しも空間３０に供給される樹脂液Ｂと同一のものでなく
てもよく、粘度が近い液体であってもよいが、実際には
操業条件等の変動などで消費されうることもあるため、
同一の樹脂液を使用することが実際的である。

【００１９】以下、具体例を示す。 （実施例１）図１に示したコーティングダイス２１を用
いて、外径１２５μｍの光ファイバ裸線にウレタンアク
リレート系紫外線硬化型樹脂を塗布し、径２５０μｍの
光ファイバ素線を製造した。ニップル２２の出口２５の
径は０．５０ｍｍとし、ニップル２２の内面のテーパー
角度αを３０度とし、ダイ２３の出口の径を０．２６ｍ
ｍとし、ニップル２２の出口２５の上側の樹脂液の液面
の高さ（Ｈ）を出口２５から１０ｍｍの位置に保持し
た。光ファイバ裸線の線速を８００ｍ／分とし、樹脂液
供給圧を２．０ｋｇ／ｃｍ²とした。

【００２０】（比較例）ニップル２２の出口２５の上側
に樹脂液をためないようにした以外は、実施例１と同様
にして光ファイバ素線を製造した。

【００２１】（実験例１）実施例１および比較例で製造
された光ファイバ素線各１０００ｋｍについて、歪速度
１．０％／秒のプルーフテストを行った。その結果、実
施例１の光ファイバ素線では１０００ｋｍ当りの破断回
数が１４回であり、これらの破断の推定原因は、「ニッ
プルとの接触」が０回、「異物混入」が４回、「原因不
明」が１０回であった。これに対して、比較例の光ファ
イバ素線では、１０００ｋｍ当りの破断回数は２３回で
あり、これらの破断の推定原因は、「ニップルとの接
触」が１２回、「異物混入」が３回、「原因不明」が８
回であった。

【００２２】（実験例２）実施例１および比較例で製造
された光ファイバ素線について、それぞれ長さ１０ｋｍ
のものを５０本用意し、これらをそれぞれ巻張力を変化
させて巻回し、その巻回時の巻張力による伝送損失値の
変化を測定した。結果を図４のグラフに示す。

【００２３】（実施例２）実施例１において、ニップル
２２の出口２５の上側の樹脂液の液面の高さを０ｍｍ，
２ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍ，３０ｍｍとそれぞれ変化さ
せる以外は同様にして光ファイバ素線を製造した。

【００２４】（実験例３）実施例２で得られた５種の光
ファイバ素線それぞれ１０００ｋｍについて歪速度１．
０％／秒のプルーフテストを行い、破断回数を求め、そ
の結果を図５のグラフに示す。

【００２５】以上の結果により、本発明の塗布方法によ
れば、均一で、偏肉のない樹脂被覆を形成することがで
きるとともに光ファイバとニップルとの接触が防止さ
れ、傷がつきにくくなり、プルーフテストの際にこの傷
による破断を極めて少なくすることができることがわか
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光ファ
イバの樹脂塗布方法は、入口から出口に向けて縮径する
テーパー状の挿通孔を有するニップルと、このニップル
の下方に配され、入口から出口に向けて縮径するテーパ
ー状の挿通孔を有するダイを具えたコーティングダイス
に、光ファイバを挿通し、ニップルとダイとの間隙に樹
脂液を供給して光ファイバに樹脂液を塗布する際、ニッ
プルの挿通孔の出口の上側にも樹脂液を貯めた状態で光
ファイバを挿通させるものであるので、光ファイバがニ
ップルの出口に接触することはなく、常にこの出口の中
心を通過し、ダイの出口の中心に導かれることになる。
このため、均一で偏肉のほとんどない樹脂被覆が得られ
るとともに光ファイバに傷がつくことがほとんどなくな
り、プルーフテストの際にこの傷が原因で破断すること
がほとんどなくなる。よって、光ファイバの樹脂塗布速
度を大幅に高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の塗布方法の一例を示す説明図であ
る。

【図２】 従来の樹脂塗布の際の線ブレ現象を示す説明
図である。

【図３】 本発明の塗布方法の際の線ブレ現象を示す説
明図である。

【図４】 試験例２の結果を示すグラフである。

【図５】 試験例３の結果を示すグラフである。

【図６】 従来方法でのコーティングダイスを示す概略
断面図である。

【符号の説明】

２１…コーティング、２２…ニップル、２３…ダイ、２
４…入口、２５…出口、２６…挿通孔、２７…入口、２
８…出口、２９…挿通孔、Ａ…光ファイバ、Ｂ…樹脂液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口から出口に向けて縮径するテーパー
   状の挿通孔を有するニップルと、このニップルの下方に
   配され、入口から出口に向けて縮径するテーパー状の挿
   通孔を有するダイを具えたコーティングダイスに、光フ
   ァイバを挿通し、ニップルとダイとの間隙に樹脂液を供
   給して光ファイバに樹脂液を塗布する際、 ニップルの挿通孔の出口の上側にも樹脂液を貯めた状態
   で光ファイバを挿通させることを特徴とする光ファイバ
   の樹脂塗布方法。
2. 【請求項２】 ニップルの上方から樹脂液を流下させ
   て、ニップルの挿通孔の出口の上側に樹脂液を貯めるこ
   とを特徴とする請求項１記載の光ファイバの樹脂塗布方
   法。