JPH10194791A

JPH10194791A - 光ファイバの表面処理方法

Info

Publication number: JPH10194791A
Application number: JP9003399A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shin; 清進; Masatoshi Mikami; 雅俊三上; Norimitsu Takaishi; 典光高石; Akira Iino; 顕飯野
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバ、または被覆光ファイバに帯電し
た静電気を除去し、またその外周に被覆層を施すまでの
間に、該光ファイバまたは該被覆光ファイバの外表面に
新たに静電気が帯電することを防止して、ゴミや塵埃な
どの異物が付着することをなくす。【解決手段】光ファイバ、または被覆光ファイバを、
燃焼により発生させた電荷移動可能な物質を含む雰囲気
と接触させて、帯電した静電気を除去することをと特徴
とする光ファイバの表面処理方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ、また
は被覆光ファイバの外周に被覆層を形成する前に施す光
ファイバの表面処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】線引きした光ファイバをそのまま放置す
るとゴミや塵埃によりその強度が極端に低下するため、
線引き直後の光ファイバには、樹脂被覆層を１層（１次
被覆）または２層（１次被覆と２次被覆）形成する。ま
た、このように樹脂被覆層を形成された被覆光ファイバ
をテープ化したりケーブル化したりするためには、１次
或いは２次被覆を形成した被覆光ファイバ上にさらに被
覆層を形成する。

【０００３】被覆光ファイバの上に更に被覆層を設ける
場合、被覆光ファイバは一時工場内に保管され、外気に
曝されていることになる。通常、保管時は清浄な場所に
置かれるが、被覆光ファイバはそれまでの工程などで静
電気を帯びており、この静電気の影響で外気中の微少な
ゴミや塵埃が引き寄せられ、被覆光ファイバの表面に付
着する。このようにして付着したゴミや塵埃は、その後
の被覆工程においてのダイスの目詰まりや被覆光ファイ
バの外観不良を起こす原因となっていた。

【０００４】したがって、従来から光ファイバに帯電し
た静電気の除去もしくは静電気の帯電防止に対して様々
な工夫が提案されまた実施されている。すなわち、
（１）光ファイバを接地すること、（２）イオン風など
の除電装置を利用すること、（３）光ファイバを高湿度
の雰囲気に曝すこと（４）光ファイバに水蒸気を接触さ
せること（特開昭５７−１８３３３３号公報）、（５）
光ファイバに揮発性洗浄液を吹き付けて異物を除去する
と同時に除電を行うこと（特開平８−２６７７７号公
報）（６）被覆層を有した光ファイバの場合には、該被
覆層に帯電防止剤を配合した樹脂を使用すること、など
の方法が実施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は大量生産、コストダウンなどの要求から各工程が高速
化しており、上記のいずれの方法によっても光ファイバ
または被覆光ファイバに帯電した静電気を十分に除去す
ることができなくなってきている。そのため、光ファイ
バまたは被覆光ファイバ外表面にゴミ、塵埃などが付着
することを十分に防止することができず、外周に施す被
覆層との界面にゴミ、塵埃などを巻き込まないよう細心
の努力を施していた。

【０００６】本発明は、光ファイバまたは被覆光ファイ
バに帯電した静電気を除去し、またその外周に被覆層を
施すまでの間に該光ファイバまたは該被覆光ファイバの
外表面に新たに静電気が帯電することを防止して、ゴミ
や塵埃などの異物が付着することをのない光ファイバの
表面処理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】上記の目的を達成するた
めに、本発明者らは、各種の表面処理方法を鋭意検討し
た。その結果、燃焼により発生する特定物質の雰囲気に
被覆層を施す前の光ファイバあるいは被覆光ファイバを
接触させることにより、その外表面にゴミや塵埃を付着
させることなく被覆を施すことができることを見いだ
し、本発明に至った。

【０００８】すなわち、本発明においては、光ファイ
バ、または被覆光ファイバを、燃焼により発生させた電
荷移動可能な物質を含む雰囲気と接触させて、帯電した
静電気の除去および静電気の帯電防止を特徴とする光フ
ァイバの表面処理方法が提供される。

【０００９】本発明の光ファイバの表面処理方法におい
て、燃焼により発生させる電荷移動可能な物質は、水、
アンモニア、塩化水素、二酸化硫黄などの分子及びそれ
ら分子を活性化させたものである。これらの中でも、取
り扱い易さ、毒性などの観点から、水分子を使用するこ
とが最も好ましく、特に、水素の燃焼により水分子を発
生させ、次いで該水分子を活性化させた、すなわち電荷
移動を可能にする分子を含む雰囲気を構成することが最
も好ましい。

【００１０】前記水素を燃焼させるには、酸素または空
気のいずれを用いてもよい。また、水素と酸素または空
気との混合比は、燃焼のための火炎を形成できれば、ど
のような比率で混合しても差し支えないが、好ましく
は、混合比で、水素１００に対し酸素１０〜４０の範囲
とすべきである（空気を用いて燃焼させる場合にも、水
素と酸素の混合比が同様になるようにその混合比を決定
する）。これは、実験により水素が多い条件下で水素を
燃焼させて発生させた水分子の方が帯電防止効果が高い
ことが確かめられていることによるものである。

【００１１】本発明の光ファイバの表面処理方法におい
て、前記燃焼にて発生する電荷移動可能な物質を含む雰
囲気は、１００℃〜３００℃の温度範囲にあることが好
ましい。特に、前記電荷移動可能な物質が水分子を活性
化させたものである場合には、１００℃未満の雰囲気で
は、光ファイバを単に水蒸気あるいは湿分に曝したこと
と同じになってしまい、帯電した静電気を除去すること
はできるものの、その除去能力は低いからである。ま
た、３００℃より高温の雰囲気では、詳細な機構は不明
であるが、水分子と光ファイバを構成する物質との反応
により生成される物質が光ファイバの表面に付着し、強
度の劣化等悪影響を及ぼす恐れが生じる。

【００１２】なお、前記燃焼にて発生する水分子を含む
雰囲気を前記の温度範囲とするには、燃焼状態では前記
雰囲気は６００℃よりも高温であるから、燃焼手段と処
理される光ファイバとの距離を取るか、熱交換器などの
適宜の冷却手段により所定温度まで冷却すればよい。

【００１３】本発明の光ファイバの表面処理方法におい
て、光ファイバあるいは被覆光ファイバを前記燃焼にて
発生する電荷移動可能な物質を含む雰囲気に接触させる
時間は、前記雰囲気温度により異なるが、概ね１０^-5〜
１０^-1秒の範囲にある。

【００１４】なお、従来、被処理物に空気中で直接火炎
を短時間吹き付けて、被処理物表面の酸化により表面自
由エネルギーを増加させている方法はあったが、本発明
の光ファイバの表面処理方法のように、燃焼により発生
する電荷移動可能な物質を含む雰囲気を光ファイバまた
は被覆光ファイバに吹き付け、酸化というよりは前記雰
囲気に含まれる電荷移動可能な物質の活性化状態を利用
して光ファイバの表面処理が行われるものと考えられる
方法はなかった。

【００１５】本発明の光ファイバの表面処理方法を施し
た光ファイバあるいは被覆光ファイバは帯電した静電気
が除去され、また静電気が帯電するのが防止されるの
で、表面にゴミや塵埃などが付着することがなく、その
外周に被覆を施してもゴミや塵埃が巻き込まれることが
ない。また、本発明の光ファイバの表面処理方法は、短
時間で大きな効果があるために、被覆工程の線速が上が
って、例えば数百ｍ／分の高速になっても、表面にゴミ
や塵埃などが付着することを防ぐことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に即して説明する。

【００１７】予備実験図２（ａ）に示すように、開放室（ゴミや塵埃を制御し
ていない室）内で、サプライボビン２ａから直径１２５
μｍの光ファイバ上にウレタンアクリレート系紫外線硬
化型樹脂を被覆した直径２５０μｍの被覆光ファイバ１
を線速５０、１５０、２５０ｍ／分で供給し、ガイドロ
ール２ｂを経て巻取ボビン２ｃに巻き取った。前記サプ
ライボビン２ａと前記巻き取りボビン２ｂを結ぶパスラ
イン上にガス吹き付け器３を設けた。

【００１８】前記ガス吹き付け器３内（図２（ｂ）にそ
の詳細を示す。）には、石英ガラス製同心状３重管バー
ナ４（図２（ｃ）にその詳細を示す。バーナの最外径は
２．５ｃｍである）が被風光ファイバ１との距離を約７
０ｃｍ程度に保つように設けられ、その外周には耐熱ガ
ラス製のフード５（内径７ｃｍ）が設けられている。前
記３重管バーナ４の中心ノズル６には水素ガスを１１／
分、第２ノズル７にはアルゴンガスを０．１１／分、第
３ノズル８には酸素ガスを０．３１／分で供給して水素
ガスを燃焼させて前記ガス３ａを発生させた。該ガス３
ａに含まれる除電に関与する分子としては水分子のラジ
カルなどが考えられる。

【００１９】この生成したガス３ａを前記ガス吹き付け
器３内で被覆光ファイバ１表面に吹き付けた。被覆光フ
ァイバ１に吹き付けられる直前のガス３ａの温度を前記
ガス吹き付け器３内に挿入して測定したところ、１２０
℃であった。

【００２０】前記ガス吹き付け器３から約７ｍ離れた位
置でろ紙９を被覆光ファイバ１に軽く押し当てて、前述
した被覆光ファイバ１の表面処理効果を調べた。なお、
効果をより明確にするために、各線速で上記ガス３ａを
吹き付けない場合についても同様に調べた。これらの結
果を表１に示す。

【００２１】

【表１】＊塵埃量(g/100km) とは被覆光ファイバを100km 巻き取った後のろ紙重量から初期ろ紙重量を除いた重量をいう。

【００２２】表１からも明らかな通り、前記ガス吹き付
け器３による表面処理を施した被覆光ファイバ１には塵
埃の付着が殆ど見られないことから、前記表面処理は除
電効果が非常に高いと言える。又、被覆光ファイバ１と
ガス３との接触時間は非常に短いため、該被覆光ファイ
バ１の被覆には何ら劣化は見られず、また特性的な劣化
も検出されなかった。

【００２３】

【実施例】第１の実施例では、図１（ａ）に示すよう
に、本発明を線引・被覆工程に応用した。具体的には、
プリフォームロッド１１を電気炉１２で加熱溶融させ、
外径測定器１３による外径値データに基づいて、線引さ
れる光ファイバの直径が１２５μｍとなるように諸条件
を制御しつつ、線引速度７５０ｍ／分で線引する。次い
で線引された光ファイバ１４にウレタンアクリレート系
紫外線硬化型樹脂被覆装置１５（本実施例においてはダ
イスを使用）を通すことにより塗布し、紫外線硬化装置
１６により硬化させて２５０μｍの被覆光ファイバ１と
し、キャプスタン１７を経て巻取ドラム１８に巻き取
る。なお、第１の実施例においては１層被覆の場合を示
したが、本願発明に適用できる被覆光ファイバの被覆層
の数は１層に限られるものではなく、通常は２層被覆の
場合が多い。この線引・被覆工程において、前記樹脂被
覆装置１５の約３ｍ上の位置にガス吹き付け器３を設
け、前述した予備実験と同一方法にて発生させたガス３
ａを光ファイバ１４に接触させた。

【００２４】その結果、１０，０００ｋｍ線引・被覆し
た際の被覆光ファイバ１の外観不良率は１．２％から
０．５％へと低下した。なお、該外観不良率とは、不良
部除去長／線引長を指し、外観不良とは所望の外径より
４％以上大きな外径を有する箇所を言う。また、外観不
良は、被覆光ファイバの外径を測定することにより測定
している。

【００２５】第２の実施例として、図１（ｂ）に示すよ
うに、本発明をテープ状光ファイバ心線の製造工程に応
用した。具体的には、４本のウレタンアクリレート系紫
外線硬化型樹脂を被覆した被覆光ファイバ１をサプライ
ボビン２１より繰り出し、樹脂被覆装置２２（本実施例
においてはダイスを使用）を通すことにより塗布し、紫
外線硬化装置２３により硬化させて前記被覆光ファイバ
１に一括被覆層を設けたテープ状光ファイバ心線２４と
し、キャプスタン２５及び外径測定器２６を経て巻取ド
ラム２７に巻き取る。なお、第２の実施例においては４
本の被覆光ファイバ１上に一括被覆層を形成するテープ
状光ファイバ心線２４の製造の場合を示したが、テープ
状光ファイバ心線を構成する被覆光ファイバの数は４本
に限られるものではなく、２本、８本などでもよい。こ
のテープ状光ファイバ心線の製造工程において、前記樹
脂被覆装置２２の約３ｍ上の位置にガス吹き付け器３を
設け、前述した予備実験と同一方法にて発生させたガス
３ａを被覆光ファイバ１に接触させた。

【００２６】その結果、テープ状光ファイバ心線２４を
１０００ｋｍ製造した際のテープ状光ファイバ心線２４
の外観不良率は３％から０．０１％へと低下した。な
お、該外観不良率とは不良部除去長／テープコーティン
グ長を指し、外観不良とは所望の外径より１０％以上大
きな外径を有する箇所を言う。また、外観不良は、テー
プ状光ファイバ心線の幅寸法、厚寸法を外径測定器に
て、また極部的な凹凸については凹凸検出器にてモニタ
ーすることにより測定している。

【００２７】ここで、光ファイバの線引・被覆工程の外
観不良率の減少程度に比べてテープ状光ファイバ心線の
製造工程の外観不良率の減少程度が大きいのは、線引直
後の光ファイバの表面温度は数百度とかなり高温のた
め、空気中の塵や埃がより接触しにくくなっていること
によると考えられる。

【００２８】上述した予備実験、第１の実施例及び第２
の実施例では、いずれも水素ガスを燃焼させることによ
り発生させたガスを被覆前の光ファイバまたは被覆光フ
ァイバに接触させたが、メタンなどの炭化水素ガスを燃
焼させることにより発生させたガスを用いても同様の効
果が期待できる。さらに、前記ガスを接触させるための
ガス吹き付け器は複数箇所に設置してもよく、複数箇所
に設置するとより効果が上がることは明らかである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、光ファイバまたは被覆
光ファイバに帯電した静電気を除去し、またその外周に
被覆層を施すまでの間に該光ファイバまたは該被覆光フ
ァイバの外表面に新たに静電気が帯電することを防止し
て、ゴミや塵埃などの異物が付着することのない光ファ
イバの表面処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、光ファイバの線引工程における
本発明の一実施の形態を示す概要図である。図１（ｂ）
は、テープ状光ファイバ心線の製造工程における本発明
の一実施の形態を示す概要図である。

【図２】図２（ａ）は、本実施の形態において予備実験
に用いた装置の概要図である。図２（ｂ）は、図２
（ａ）において用いるガス吹き付け器の一例を示す概要
図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）において用いるバ
ーナーの一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１被覆光ファイバ２ａサプライボビン２ｂガイドロール２ｃ巻取ボビン３ガス吹き付け器３ａガス４バーナ５フード６中心ノズル７第２ノズル８第３ノズル９ろ紙１１プリフォームロッド１２電気炉１３外径測定器１４光ファイバ１５樹脂被覆装置１６紫外線硬化装置１７キャプスタン１８巻取ドラム２１サプライボビン２２樹脂被覆装置２３紫外線硬化装置２４光ファイバ心線２５キャプスタン２６外径測定器２７巻取ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯野顕東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ、または被覆光ファイバを、
燃焼により発生させた電荷移動可能な物質を含む雰囲気
と接触させて、帯電した静電気を除去することを特徴と
する光ファイバの表面処理方法。
【請求項２】前記電荷移動可能な物質は水分子である
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバの表面処理
方法。