JPH10170787A - 光ファイバテープ心線の製造方法 - Google Patents
光ファイバテープ心線の製造方法Info
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- JPH10170787A JPH10170787A JP8327053A JP32705396A JPH10170787A JP H10170787 A JPH10170787 A JP H10170787A JP 8327053 A JP8327053 A JP 8327053A JP 32705396 A JP32705396 A JP 32705396A JP H10170787 A JPH10170787 A JP H10170787A
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Abstract
ファイバ心線の曲がりを防止して伝送損失の増加を防止
できる光ファイバテープ心線の製造方法を得る。 【解決手段】 光ファイバテープ心線9の厚さを2d
(μm)、ガイドローラー10の直径を2R(mm)、
光ファイバテープ心線9が紫外線照射装置8からガイド
ローラー10に到達するまでの時間t(ms)とする
と、d/((R+d)×t)<0.2の関係を満たす条
件下で光ファイバテープ心線の製造を行う。光ファイバ
テープ心線9の表面に損傷を与えることなく、かつ光フ
ァイバ心線に曲がりが発生せず、伝送特性の劣化を防止
することができる。
Description
バ心線を平面状に配列してテープ状に一体化した光ファ
イバテープ心線の製造方法に関するものである。
ァイバ心線を並べて紫外線硬化型樹脂からなる一括被覆
材により一体化したものである。従来の光ファイバテー
プ心線の製造方法では、複数本の光ファイバ心線に紫外
線硬化型樹脂を被覆した後、紫外線照射装置において被
覆した紫外線硬化型樹脂に、紫外線を照射することによ
り硬化させている。ところが、紫外線を発生する紫外線
ランプの発光により、かなりの発熱を伴う。この熱によ
って、一括被覆材が柔らかくなりその状態で他の硬い物
質と接触することで、光ファイバテープ心線の表面が損
傷したり、光ファイバ心線の曲がりが発生する原因とな
っていた。
来、例えば特開平1−191110号公報では、紫外線
照射(硬化)装置内に冷却ガスを流すことにより、紫外
線硬化過程における光ファイバテープ心線の表面温度を
紫外線硬化型樹脂のガラス化温度より低くして光ファイ
バテープ心線を製造している。また、同公報では、紫外
線照射装置の個々の出力をある値以下に抑えた紫外線照
射装置を多段に配置して、紫外線硬化過程における光フ
ァイバテープ心線の表面温度を紫外線硬化型樹脂のガラ
ス化温度より低くして光ファイバテープ心線を製造して
いる。
は、紫外線硬化型樹脂が被覆された光ファイバテープ心
線を引き取るキャプスタンの外周近傍の中空部に冷却水
を流すことによって、硬化後の光ファイバテープ心線を
冷却している。これらの方法では、光ファイバテープ心
線表面の損傷あるいは光ファイバ心線の曲がりが発生す
る原因として、温度により一括被覆材が柔らかくなるこ
とのみに起因するものとの考えに立脚しており、この点
から冷却水により光ファイバテープ心線を冷却してい
た。
プ心線の製造方法では、このような製造条件下で光ファ
イバテープ心線が製造されていたが、このような条件下
では光ファイバテープ心線を冷却しても、光ファイバテ
ープ心線の表面が損傷したり光ファイバ心線の曲がりが
発生する現象を抑制できないという問題点があった。
面の損傷あるいは光ファイバ心線の曲がりを防止して伝
送損失の増加を防止できる光ファイバテープ心線の製造
方法を得ることを目的とする。
の発明は、少なくとも2本の光ファイバ心線を平面状に
並列に配列し、配列された光ファイバ心線を紫外線硬化
型樹脂からなる一括被覆材で一括被覆した後、紫外線照
射装置により紫外線を照射して一括被覆材を硬化させる
光ファイバテープ心線の製造方法において、紫外線照射
装置から出た光ファイバテープ心線がガイドローラーに
接触する際、光ファイバテープ心線が紫外線照射装置か
らガイドローラーに到達するまでの時間をt(ms)、
光ファイバテープ心線の厚さを2d(μm)、ガイドロ
ーラーの直径を2R(mm)とした時、d/((R+
d)×t)<0.2の関係を満たすことを特徴とする光
ファイバテープ心線の製造方法である。
テープ心線の表面に損傷が生ずるのは、温度以外にも要
因があることを見出した。すなわち、光ファイバテープ
心線が紫外線照射装置を出た時点で、一括被覆材の硬化
反応が終了しておらず、紫外線照射装置を出た後も硬化
反応が進んでることを見出したものである。その機構
は、光ファイバテープ心線に紫外線を照射すると、一括
被覆材に添加されている光重合開始剤が紫外線を吸収し
てラジカルを発生する。このラジカルにより紫外線硬化
型樹脂の硬化反応が開始されるが、一旦紫外線照射によ
り樹脂中にラジカルが発生すると、その後紫外線が照射
されなくとも樹脂中にラジカルが存在する限り硬化反応
は進行する。
応であり、その反応進行速度は非常に速い。しかし、近
年における光ファイバテープ心線の製造技術の進歩によ
り、製造時の光ファイバテープ心線の搬送速度は飛躍的
に向上し、硬化反応に要する時間よりも紫外線が照射さ
れる時間が短くなってきた。このため、光ファイバテー
プ心線の温度が十分に低くとも硬化反応が十分進んでい
ない状態で、光ファイバテープ心線がガイドローラに接
触すると、光ファイバテープ心線表面の損傷あるいは光
ファイバ心線の曲がりによる伝送特性の劣化を生ずると
いう事態が発生する。
ープ心線の歪の大きさに関係付けられるd/(R+d)
に、光ファイバテープ心線が紫外線照射装置からガイド
ローラーに到達する時間tを加味することにより、光フ
ァイバテープ心線は十分硬化反応が進行した状態でガイ
ドローラーに接触する。従って、光ファイバテープ心線
の表面に損傷を与えることなく、かつ光ファイバ心線に
曲がりが発生せず、伝送特性の劣化すなわち伝送損失の
増大を防止することができる。
ラス転移点は、70℃以上150℃以下であることを特
徴とする。この発明によれば、ガラス転移点が低い方が
応力緩和が速いが、低過ぎると常温のヤング率が低くな
り側圧特性が低下する。ガラス転移点が70℃以上15
0℃以下の範囲内であれば、側圧特性と応力緩和を加味
し優れた特性を得ることができる。
成する紫外線硬化型樹脂は、アシルホスフィンオキシド
系の重合開始剤を紫外線硬化型樹脂に対して1重量%以
上5重量%以下で添加されていることを特徴とする。こ
の発明によれば、アシルホスフィンオキシド系の重合開
始剤を使用するので、一括被覆材を構成する紫外線硬化
型樹脂の硬化反応を早め、より短時間で光ファイバテー
プ心線の製造を行うことができる。
明に係る光ファイバテープ心線の製造方法の実施形態に
ついて説明する。図1は、本発明の実施形態による光フ
ァイバテープ心線の製造方法を適用する光ファイバテー
プ心線の製造装置を示す概略構成図である。また、図2
は、光ファイバテープ心線を示す縦断面図であり、
(a)は4心光ファイバテープ心線の縦断面図、(b)
は8心光ファイバテープ心線の縦断面図である。
は、複数本(N本)の光ファイバ心線1を並べて紫外線
硬化型樹脂からなる一括被覆材により一体化したもので
あるが、図2により詳細に示す。図2(a)は4本の光
ファイバ心線1が平面状に並列に配列されており、各光
ファイバ心線1は、例えば125μmの石英系ガラス光
ファイバ21に、内層保護被覆22及び外層保護被覆2
3を有し、最外層に識別用の着色層24を有する。さら
に、4本の光ファイバ心線1は、紫外線硬化型樹脂から
なる一括被覆材25により並べて一体化されている。
び外層保護被覆23の2層で示されているが、1層又は
3層以上の複数層で構成しても良い。また、着色層24
は、設けても設けなくても良い。図2(b)において
は、8本の光ファイバ心線1が配列されており、4本の
光ファイバ心線1毎に内層一括被覆材26で被覆され、
さらに外層一括被覆材27により8本の光ファイバ心線
1の全体が被覆されている。
テープ心線の製造方法を説明する。図1において、一括
被覆材が1層であり心数Nの光ファイバテープ心線を製
造する場合、光ファイバ心線1が巻かれたリール2をN
個備えた繰り出し用サプライ3から、N本の光ファイバ
心線1を繰り出す。この時、光ファイバ心線1には数十
g程度の張力がダンサーローラー4を介して与えられて
いる。繰り出されたN本の光ファイバ心線1は、それぞ
れ溝を付けられた2個のガイドローラー5によって集め
られた後、一方向(図1の紙面に垂直な方向)に密着さ
せられた状態で一列に配列され、塗布装置6に送られ
る。塗布装置6には、加圧式の樹脂タンク7から配管7
aにより紫外線硬化型樹脂が供給されており、ここでN
本の光ファイバ心線1に一括して紫外線硬化型樹脂が塗
布され、一括被覆材25が形成される。
射装置8を通過させることにより、一括被覆材25に紫
外線を照射し、一括被覆材25を硬化させる。このよう
にして、N本の光ファイバ心線1をテープ状に一体化し
たN心の光ファイバテープ心線9は、ガイドローラー1
0、送り出しキャプスタン11、巻き取り張力制御ダン
サー12を経て、巻き取り装置13によって所定のリー
ル14に巻き取られる。この時の巻き取り張力は、数十
g〜数百gに設定されている。
照射装置8を出てガイドローラー10に到達する時間t
が短いほど一括被覆材25を構成する紫外線硬化型樹脂
の硬化反応の進行度は低い。このため、紫外線硬化型樹
脂は柔らかくわずかの歪でも伝送特性の劣化が発生す
る。これに対し、到達時間tが長くなると、反応の進行
度が高くなり、紫外線硬化型樹脂は硬くなるので許容さ
れる歪も大きくなる。この歪の大きさは、図3に示すよ
うに、光ファイバテープ心線9の厚さを2d(μm)、
ガイドローラー10の直径を2R(mm)とした時、d
/(R+d)に関係付けられる。なお、図3は、光ファ
イバテープ心線9及びガイドローラー10を概略的に示
す模式図であり、ガイドローラー10の溝は図示を省略
する。
を考慮して、歪が発生しない最適範囲は、d/((R+
d)×t)<0.2で表されることを見出したものであ
る。すなわち、このような条件を満足すれば、光ファイ
バテープ心線9は、一括被覆材25を構成する紫外線硬
化型樹脂の硬化反応が十分進んだ状態でガイドローラー
10に接触することになる。従って、光ファイバテープ
心線9の表面に損傷を与えることはなく、かつ光ファイ
バ心線1に曲がりが発生しない。さらに、光ファイバテ
ープ心線の製造設備を大きくすることなく、伝送特性の
劣化すなわち、伝送損失の増大を防止することができ
る。
は、ケーブルの構造により決定されるものであり、現在
使用されている代表的な光ファイバテープ心線9の厚さ
は、300μm程度あるいは400μm程度である。ま
た、ガイドローラー10の直径2Rは、好適には30m
m〜200mmの範囲である。さらに、到達時間tは、
好適には10ms〜1000msの範囲とするのが望ま
しい。
して、紫外線硬化型樹脂を使用する。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系紫外線硬化型
樹脂、エポキシアクリレート系紫外線硬化型樹脂等が好
適に使用できる。また、前述した歪は、一括被覆材の応
力緩和し易さにも左右され、この応力緩和し易さはガラ
ス転移点に関係付けられる。すなわち、一括被覆材25
を構成する紫外線硬化型樹脂のガラス転移点は、その値
が低い方が応力緩和が速いが、逆に低過ぎると常温での
ヤング率が低くなり側圧特性は低下する傾向にある。従
って、側圧特性と応力の緩和し易さを加味した場合の最
適な特性を得ることができるガラス転移点は、70℃以
上150℃以下の範囲である。
生産性に優れ、光ファイバテープ心線の製造上有利であ
る。アシルホスフィンオキシド系の重合開始剤は硬化反
応の促進作用に優れており、光ファイバテープ心線の製
造上非常に有効である。一括被覆材を構成する紫外線硬
化型樹脂に対して、添加量がその1重量%未満の場合、
硬化反応速度が不十分であり、5重量%を越えた場合、
光エネルギーを重合開始剤自身が吸収し、被覆の深い部
分の硬化が不十分となる傾向にある。従って、アシルホ
スフィンオキシド系の重合開始剤は、紫外線硬化型樹脂
に対してその1重量%以上5重量%以下を添加するのが
望ましい。
としては、例えば2,4,6−トリメチルベンゾイルジ
フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキ
シベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホス
フィンオキシド等が好適に使用できる。また、アシルホ
スフィンオキシド系の重合開始剤と併用できる重合開始
剤としては、α−ヒドロキシアセトフェノン、ベンジル
ケタール、α−アミノアセトフェノン等であり、具体的
には例えば2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル
プロパノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセト
フェノン等が使用できる。
製造方法を実施例1〜5及び比較例1〜4に基づいて、
さらに詳細に説明する。光ファイバテープ心線の製造条
件及び特性試験結果を表1にまとめて示す。 [実施例1〜4]外径125μmのシングルモードの光
ファイバ裸ガラスに、2種のウレタンアクリレート系紫
外線硬化型樹脂を2層被覆した。さらに、紫外線硬化型
樹脂からなる着色層を形成し、外径250μmの光ファ
イバ心線1を製造した。この光ファイバ心線1を4心配
置した繰り出し用サプライ3から繰り出し、塗布装置6
により一括被覆材25を一括塗布した後、紫外線照射装
置8において紫外線を照射することにより一括被覆材2
5を硬化させて光ファイバ心線1を一体化し、4心光フ
ァイバテープ心線9を得た。この時の巻き取り張力は、
150gとした。
線1を一体化する一括被覆材25としてウレタンアクリ
レート系紫外線硬化型樹脂Aを用い、重合開始剤として
2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィ
ンオキシドをAに対して3重量%添加した。なお、ウレ
タンアクリレート系紫外線硬化型樹脂A及び後述するB
〜Dは、全て全く異なる組成を有する互いに異なる樹脂
である。これらの樹脂は、オリゴマー及び多官能モノマ
ーの含有量を変えることにより、それぞれのガラス転移
点を変えたものである。一括被覆材25のガラス転移点
は、製造後の光ファイバテープ心線9からカミソリで一
括被覆材25を削ぎ落として、粘弾性測定器により求め
た。粘弾性は、周波数11Hz、昇温速度3℃/分の条
件で測定を行い、tanδの最大値を示す温度をガラス
転移点とした。
に、紫外線照射装置8とガイドローラー10との距離と
製造線速を変えることにより、紫外線照射装置8を出た
後にガイドローラー10に触れるまでの時間、すなわ
ち、到達時間tを調整した。また、テープ厚(2d)及
びガイドローラー10の直径(2R)を変更することに
より、d/((R+d)×t)の値を0.2以下とし
た。なお、表1においては、光ファイバテープ心線9の
厚みを「テープ厚2d」、ガイドローラー10の直径を
「ローラー直径2R」としてそれぞれ示した。
試験として、4本の光ファイバ心線1を製造した直後に
おける伝送損失を測定した。その平均値を「平均ロス」
として表1に示す。また、側圧試験は、胴径280mm
のリールに張力600gで1km巻き付けた直後に、散
乱光の強度から光損失量を測定する光パルス試験器(O
TDR)により波長1.55μmの伝送損失を測定し、
4本の光ファイバ心線1の平均値を求めた。実施例1〜
4においては、表1に示すように、平均ロス及び側圧試
験は共に良好な特性を得た。
イバ心線及び製造装置により、光ファイバテープ心線を
製造した。但し、4本の光ファイバ心線1を一体化する
一括被覆材25としては、ウレタンアクリレート系紫外
線硬化型樹脂Bを用い、重合開始剤としてビス(2,6
−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペ
ンチルホスフィンオキシドをBに対して1.5重量%添
加した。紫外線照射装置8を出た後にガイドローラー1
0に触れるまでの時間は、実施例1,2と同様であり、
ガイドローラー10の直径は、実施例2,3と同様とし
た。また、Bのガラス転移点は、85℃であった。この
光ファイバテープ心線9の製造後における伝送損失(平
均ロス)は0.202dB/kmと良好であり、側圧試
験においても0.223dB/kmと良好な値を示し
た。
イバ心線及び製造装置により、光ファイバテープ心線9
を製造した。一括被覆材25として前述のAを用い、直
径60mmのガイドローラー10を使用し、紫外線照射
装置8を出た後にガイドローラー10に触れるまでの時
間を24msとして、380μm厚の光ファイバテープ
心線9を製造した。製造直後の伝送損失は、0.254
dB/kmとロス増を示した。また、側圧試験では、
0.284dB/kmであり、伝送特性の劣化が確認さ
れた。
イバ心線及び製造装置により、光ファイバテープ心線9
を製造した。一括被覆材25として前述のAを用い、直
径150mmのガイドローラー10を使用し、紫外線照
射装置8を出た後にガイドローラー10に触れるまでの
時間を10msとして、310μm厚の光ファイバテー
プ心線9を製造した。製造直後の伝送損失は、0.26
8dB/kmとロス増を示した。また、側圧試験では、
0.305dB/kmであり、伝送特性の劣化が確認さ
れた。
イバ心線及び製造装置により、光ファイバテープ心線9
を製造した。一括被覆材25としてウレタンアクリレー
ト系紫外線硬化型樹脂Cを用い、重合開始剤として2,
4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオ
キシドをCに対して3重量%添加した。この一括被覆材
25のガラス転移点は、65℃であった。直径90mm
のガイドローラー10を使用し、紫外線照射装置8を出
た後にガイドローラー10に触れるまでの時間を24m
sとして、光ファイバテープ心線を製造した。製造直後
の伝送損失は0.196dB/kmと良好であったが、
側圧試験では0.261dB/kmであり伝送特性の劣
化が確認された。
イバ心線及び製造装置により、光ファイバテープ心線9
を製造した。一括被覆材25としてウレタンアクリレー
ト系紫外線硬化型樹脂Dを用い、重合開始剤としてビス
(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリ
メチルペンチルホスフィンオキシドをDに対して1.5
重量%添加した。この一括被覆材のガラス転移点は、1
60℃であった。直径90mmのガイドローラー10を
使用し、紫外線照射装置8を出た後にガイドローラー1
0に触れるまでの時間を24msとして、光ファイバテ
ープ心線を製造した。製造直後の伝送損失は0.255
dB/km、側圧試験では0.268dB/kmであ
り、伝送特性の劣化が確認された。
光ファイバテープ心線が紫外線照射装置を通過後ガイド
ローラーに接触するまでの時間と歪との関係を定量的に
把握し、その上限値を明確にしたので、一括被覆材の硬
化反応が十分進んだ状態でガイドローラーに接触するこ
ととなり、光ファイバテープ心線に曲がりを発生せず、
かつ光ファイバテープ心線表面に損傷を与えないという
効果を奏する。また、光ファイバ心線の伝送損失の増加
を防止することができるという効果を奏する。
が所定の範囲なので、応力の緩和が速く、光ファイバテ
ープ心線に与えられた曲がりによる応力が短時間で緩和
し、伝送特性の低下を防ぐことができ、かつ実用に際し
十分な側圧特性を有する光ファイバテープ心線を製造す
ることができるという効果を奏する。また、一括被覆材
の光重合開始剤として所定量のアシルホスフィンオキシ
ド系の重合開始剤を使用しているので、硬化反応が速く
終了し、生産性を向上させるのに有利であるという効果
を奏する。
の製造方法を適用する光ファイバテープ心線の製造装置
を示す概略構成図である。
(a)は4心光ファイバテープ心線の縦断面図、(b)
は8心光ファイバテープ心線の縦断面図である。
略的に示す模式図である。
用サプライ、4…ダンサーローラー、5,10…ガイド
ローラー、6…塗布装置、7…樹脂タンク、7a…配
管、8…紫外線照射装置、9…光ファイバテープ心線、
11…キャプスタン、12…巻き取り張力制御ダンサ
ー、13…巻き取り装置、21…石英系ガラス、22…
内層保護被覆、23…外層保護被覆、24…着色層、2
5…一括被覆材、26…内層一括被覆材、27…外層一
括被覆材。
Claims (3)
- 【請求項1】 少なくとも2本の光ファイバ心線を平面
状に並列に配列し、配列された光ファイバ心線を紫外線
硬化型樹脂からなる一括被覆材で一括被覆した後、紫外
線照射装置により紫外線を照射して前記一括被覆材を硬
化させる光ファイバテープ心線の製造方法において、 前記紫外線照射装置から出た前記光ファイバテープ心線
がガイドローラーに接触する際、前記光ファイバテープ
心線が前記紫外線照射装置から前記ガイドローラーに到
達するまでの時間をt(ms)、前記光ファイバテープ
心線の厚さを2d(μm)、前記ガイドローラーの直径
を2R(mm)とした時、d/((R+d)×t)<
0.2の関係を満たすことを特徴とする光ファイバテー
プ心線の製造方法。 - 【請求項2】 前記一括被覆材のガラス転移点は、70
℃以上150℃以下であることを特徴とする請求項1に
記載の光ファイバテープ心線の製造方法。 - 【請求項3】 前記一括被覆材を構成する紫外線硬化型
樹脂は、アシルホスフィンオキシド系の重合開始剤を前
記紫外線硬化型樹脂に対して1重量%以上5重量%以下
で添加されていることを特徴とする請求項1記載の光フ
ァイバテープ心線の製造方法。
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