JPS5898704A - 光フアイバ心線 - 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】 本発明は被覆の形成が迅速かつ安価な光フアイバ心線に
関する。

従来、一般に光フアイバ心線の被覆は−次被橙と二次被
覆とからなるもの、又扛−次被覆と二次被覆との間に緩
衝層（バッファ層又はクッション〜とも云う＞１鳴する
もの、などがある。

これらのうち、−次被覆は光ファイバの表面を保痕する
ことにより、ファイバの初期強度全長期間維持すること
を目的とし、また、緩衛層は二次被覆や外部からの応力
に起因する伝送損失の増加を抑えることを目的としてそ
れぞれ通常、光ファイバの紡糸工程において施される。

一方、二次被覆は光ファイバをケーブル化工程に耐えさ
せ、まえ外部応力に起因する伝送損失の増加を抑えるこ
とを目的として施される。

従来、一般に一次被覆の材料としては、高屈折率のシリ
コンゴム（メチルフェニルポリシロキサン）が用いられ
ていたが、このシリコンゴムは屈折率を高めるため、そ
の分子構造の一部に＃’ｊ：フェニル基を含有す・る必
要があり、これに起因して、通常のシリコンゴム（ジメ
チルポリシロキサン）に比べて、材料の価格が高い。更
に、光ファイバへの塗布性が悪い欠点がある。

現在゛光ファイバの量産化に向けて、光フアイバ用材料
の低価格化、および光フアイバ紡糸速度の高速化が期待
されているが、前述したように、−次被覆は光ファイバ
の紡糸工程において施される九め、−次被覆材料の光フ
ァイバへの塗布性が悪いと、被膜が不均一にな）、光フ
ァイバの伝送特性９機械特性の点からはなはだ不都合で
ある。さらに、現在用いられている高屈折率のシリコン
ゴムは熱によって硬化する樹脂であり、その硬化速度は
比較的遅いため、高速紡糸をするためには硬化炉の長さ
を長くする心壁がある等の欠点があつえ。

本発明は、上記従来技術の欠点を解決するため、光ファ
イバの一次被覆材料に、紫外線によって架橋するアクリ
ル系の樹脂組成物を用いることによプ光ファイバ材料の
低価格化、＃糸速度の高速化を達成したものである。

！ 以下に本郷Ｅ！Ａを実施例と共に詳細に説明する。

本発明はファイバ本体の外ｊＩｔ−被榎する一次被棲と
して紫外線によって架橋するアクリル糸樹脂組成物を用
いる。

本発明におけるアクリル系の樹脂組成物とは、その分子
中にアクリル基を含む化合物と光重合開始剤、あるい社
樹脂組成物の一部がアクリル基を含む化合物と光重合一
始剤とから成る。尚この他に必要に応じて着色のための
染料、ｌｓ科。

ヒユームドシリカ、硅藻土、炭酸カルシウム、カーボン
ブラック−〇充填剤、ガラスとの接着性を良くするため
のシラーン化カップリング剤のようなシラン化合物ある
込はチタシ化合物勢の各稚の添加剤を含むでもよい。

ここで本発明におけるアクリル系樹脂を具体的に示す。

例え゛ば本発明においてはエポキシアクリレート、ウレ
タンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリブ
タジェンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ク
ロロプレンアクリレート、あるいはポリエチレン、ポリ
プロピレン尋の多価アルコールとアクリル酸又はアクリ
ル酸エステルとの反応によって得られるポリエチレンア
クリレート、ポリプロピレンアクリレート等を用いるこ
とができ、これらのうちエポキシアクリレ−トヨウレタ
ンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリブタ
ジェンアクリレートが好適である。上記アクリル系樹脂
組成物におけるアクリル基の数Ｆｉ特に限定するもので
はなく所望する被膜の特性によって決定され、比較的硬
い被覆を所望する場合にはアクリル基の数を多くするこ
とにょシ架橋書度を高くシ、また逆の場合に紘アクリル
基の数を少なくすることによって得られる。

一方、光ファイバは紫外線の照射にょシ、いわゆるカラ
ーセンタが生成し、これに起因して伝送損失が増加する
ことが知られている。この伝送損失の増加は本発明にお
いては樹脂液種によって紫外線が吸収される良め、被覆
した光ファイバの損失増加はわずかであるが、なお伝送
損失特性を高めるＫは樹脂組成物中に紫外線吸収剤を加
えればよ−、これによル損失増加をはぼ完全に抑えるこ
とがで龜る゛。紫外線吸収剤としては、たとえば−２−
ヒドロキク−４−ｍ−オクトキシーペンゾフエノン、２
．２’−ジヒドロキシ−４ｎ−オクトキシ−ベンゾフェ
ノン、２−ヒドロキシ−５−クロル−ベンゾフェノン。

２．２′−ジヒドロキシ−４−ｎ−ドデシルベンゾフェ
ノン等のベンゾフェノン誘導体の他に、トリアゾール誘
導体、サリチル酸誘導体、アクリルニトリル誘導体等が
あけられる。

また、本発明における光重合開始剤としては、たとえば
、２．２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、
ペンー／イ￥エチルエーテル。

ミヒラーケトン、２−クロロチオキサントン。

ヘンソイ／メチルエーテル等があげられる。次に、本発
明における緩衝層の材料としては、たとえばシリコンゴ
ム、ウレタンゴム、ブタジェンゴム、イソプレンゴム、
ネオブレンゴム尋の合成を用いるとよい。これら合成ゴ
ムのう５製造プロセスの点からはシリコンゴムが最も適
している。尚、上記合成ゴムは必要に応遍硬（ヒ剤。

架橋剤を含むものでもよい。

本発明における二次被覆を形成する熱可塑性樹脂は特に
限定するものではなく、たとえば、高密度ポリエチレン
（ＩＩＤＩ）ｌ　）　ｅ低密度ポリエチレン゛（ＬＤＰ
Ｉ　）　、低圧法低密度ポリエチレン（ＩＪＩＩＤＰＩ
　）等の各種ポリエチレン、あるいはナイロン６、ナイ
ロン６６、ナイロン６１０゜ナイロン１１．ナイロン１
２．共重合ナイロン。

混合ナイロン等のポリアミド、あるいはポリプロピレン
、あるいはアイオノーマ、あるいはポリエケレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ルあるいはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオ
ロエチレンへキナフルオロプロピレン共重合体、ポリ７
フ化ビニリデン等のふっ素樹脂およびポリエステルエラ
ストマ、ポリウレタンエラストマ、ポリオレフィンエラ
ストマ、エチレングロック系エラストマ等があげられる
。

以上説明した本発明における第１の特徴は一次被覆に用
い９れるアクリル系樹脂組成物の価格が安い仁とである
。現在、一般に被覆材料として用いられているシリコン
ゴムは、１）原料費が高い、２）多品種少量生産のため
量産効果が少ない、３）多方面への用途があるため研究
開発費が高い、４）材料の製造工程において、副反応を
伴うため、精製１分離プロセスが複雑であシ、また収率
も低い、５）ハロゲン化合物等の腐蝕性原料を使うため
製造装置の耐用年数が短い等の理由によシ、汎用の熱硬
化性樹脂に比べて高価格である。更に従来光ファイバの
一次被覆材料として用いられていた高屈折率シリコンゴ
ム（メチルフェニルポリシロキサン）Ｆｉ、屈折４調節
のためメチルフェニルジクロルシランやジフェニルジク
ロルシラン勢のフェニルａ’に有ｆｂ高価格な原料を用
いるため、材料の値段は極めて高いものである。これに
対し、本発明におけるアクリル系樹脂は、成形材料、感
光性樹脂。

インキ、接着剤あるいは架橋剤、改質材等の幅広い分野
において用いられているため低価格な材料であシ、シリ
コン樹脂を用いる従来の光ファイバに比べはるかに低価
格な光ファイバを製造できる。本発明の第２の特徴は材
料の硬化速度が速いことである。従来の一次被覆材料で
ある高屈折率シリコンゴムは加熱によシ架橋が進む熱硬
化性樹脂でアリ、硬化速度を速めるため常温硬化型にし
であるが光ファイバの紡糸速度が速くなると硬化速度が
間に合わず硬化が不十分になｐ表面にタックが残シ、場
合によっては表面の不均一性が著しくなる。これを解決
するため硬化炉の長さを長くすると装置全体が大きくな
る問題がある。さらに、このような常温硬化型シリコン
ゴムは、ファイバの紡糸速度の高速にともなって上昇す
るファイバの熱の影響を受ける丸め、塗布装置内でゲル
化が生じファイバへの被覆が不可能となる。一方、本発
明におけるアクリル系の樹脂組成物は紫外線によって架
橋が進む材料であるため、紡糸速度の高速化に対しては
単に紫外線ランプの出力を高くすれによく、高速化にと
もなうファイバＱ熱の影響も受けにくい。

次に、本発明においては低ヤング率である一次被覆を總
したファイバのケーブル化工程において破断やあるいは
外部から加わった応力によって伝送損失が増加するのを
避けるため、−次被覆の外周に熱可塑性樹脂による二次
被覆が施される。本発明において用いられる二次被覆の
材料である熱可塑性樹脂は比較的ヤング率が高いため、
上記ケーブル化工程における光フアイバ心線の破断や、
外部応力に起因する損失増加を生じない。更に本発明は
二次被覆により強度を高めることができる。−次被覆の
役割シは光ファイバ（ガラス）の表面を保饅することに
よシ、ガラスの強度を維持することにあり、用いる材料
が比較的低ヤング率であるため一次被覆はファイバ外径
の強度を分担することは殆どない。これに対し、本発明
における二次被覆は、用いる材料のヤング率が比較的大
きく、また二次被覆の膜厚はファイバ外径に比べ大きい
こともあって光フアイバ心線の強度の一部を分担する。

本発明者らの実験によると、ファイバ心線強度における
二次被覆の分担率は、用いる材料のヤング率および膜厚
によって異なるが、一般に＃ｉ１〜２．５割程度である
。す々わち、二次被ａｔ−施すことによってファイバ、
の強度は１〜２．５割向上する。

以上述べた本発明の光フアイバ心線の製造方法は特に限
定されない。一般に一次被覆は紡糸工程において施され
、また二次被覆はこれとは別工程で押出法によって紬さ
れる。場合によっては一次被覆と二次被覆を光ファイバ
の紡糸工程において順次施すことも可能である。また、
−次被覆および二次被覆は単層ばかシでなく複数層に施
してもよい。この場合、−次被覆は紡糸した光ファイバ
にある種のアクリル系樹脂組成物を被覆した後、さらに
該被覆光ファイバに同種あるいは異種のアクリル系樹脂
組成物を被覆するようにしてもよい。

尚緩衝層を設ける場合は、−次被覆を施した後その外周
にシリコンゴム尋の緩衝層を設け、更にその外周に最終
的に二次被覆を設ければよい。

次に本発、明の実施例を示す。

本実施例および比較例においては、気相軸付法によシ作
製した直径が２６φの同一母材管用い、フ゛アイパの外
径は′１２５μ惰とした。伝送損失は波長１．５５μ憎
における値を示し、ファイバの強度祉ゲージ長１０悔、
試料数２０本の平均値を示した。

〔実施例　１〕　光フアイバ母材を加熱軟化して、２５
０ｍ１分の速度で紡糸した光ファイノ（に、−次被覆と
してエポキシアクリレート１００ｍ、　　２ｅ　２−ジ
メトキシ−２−フェニル−アセトフェノン２部から成る
樹脂組成物１塗布し、連続する次の工ｉで出力ｉｏｔｗ
（硬化炉長１禦）により紫外線を照射して上記樹脂を硬
化させたのち巻取った。次に該被覆光７丁イノ（に、押
出法によシニ次被覆としてポリエステルエラスト“マを
抜機した。得られたファイノくの被覆後の外径は、−次
被覆２８５二２μ淋、二次被橿後約０．９−であった。

該光フアイバ心線の強度は７．２麺／本（ｓｓ７に４／
ｊ）、伝送損失は２．ｏｓａルもであった。

〔実施例　２〕　光フアイバ母材を加熱軟化して、２０
０ＷＬ／分の速度で紡糸した光ファイバに一次被覆とし
てウレタンアクリレート１００部、２．２’−ジメトキ
シ−２−フェニル−アセトフェノン２部、２−ヒドロキ
シ−４−ｎ−オクトキシ−ベンゾフェノン１部から成る
樹脂組成物を塗布し、連続する次の工程で出力１０１１
の紫外線ランプを照射して上記樹脂を硬化させた。さら
に連続する次の工程で再び上記樹脂組成物を塗布したの
ち紫外線を照射して硬化させた。このようＫして得られ
た光ファイバを紡糸工程とは別工程で押出法によ）二次
被覆としてナイｑン１２ｔ−被覆した。該被後光ファイ
バの被後後の外径社−次被覆後が４０５±３μ隅。

二次被覆後が約０．９−であった。該光フアイバ心線の
強度Ｆｉ７．３麺／本（５９５麺／−）、伝送損失は１
５２４Ｂ／−であった。

〔比較例　１〕　光フアイバ母材を加熱軟化し、１６０
ｍ／分の速度で紡糸した光ファイバに一次被覆として高
屈折率シリコンゴム（メチルフエニルボリシロキサン）
全塗布したのチ、５２０℃に加熱した長さ１．５ｍの硬
化炉によシ硬化させたが、表面にはタックが認められた
。連続す″る次の工程でシリコンゴム（ジメチルポリシ
ロキサン）を塗布した後、４８０℃に加熱した長さ２７
？ｌの硬化炉によって硬化させたのち巻取った。該光フ
アイバ素線の外径は１７５〜８０７μｍと極めて不均一
であり二次被覆が不可能であった。

ここで上記各実施例を他の実施例、比較例とともに第１
表に示す。

し実施例　７〕　光フアイバ母材を加熱軟化して２５０
ｍ１分の速度で紡糸した光ファイバに重合開始剤として
２，２′−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン２
ｓを含むエポキシアクリレート（２５℃における粘度：
　４，０００ｃｐ）を−次被覆として塗布し、連続する
工程で出力１０ＫＷの紫外線ランプ（＆化炉の長さｌ　
ｔｎ　）により紫外線を照射して上記樹脂を硬化させ、
さらに連続する次の工程で緩衝層としてシリコンゴム−
（ジメチルポリシロキサン、２５℃における粘度２．４
００ｃｐ　）を塗布し、４８０℃に加熱した長さ２ｍの
乾燥炉によシ硬化させたのち巻取った。

このようにして得られた光フアイバ素線を光ファイバの
紡糸工程とは別の工程でナイロン１２全二次被覆として
押出し法により被覆し、光フアイバ心線とした。該光フ
ァイバの被覆後の外径は一次被覆後２１５±２μ講、緩
衝層被覆後か３９５±４であシ、光フアイバ心線の外径
は約０．９閣であった。また、該光フアイバ心線の強度
は７．２Ｋｆ／本（５８７〜／−）であシ、伝送損失は
２．５２　ｄＢ／−であった。

〔実施例　８〕　実施例７においてエポキシアクリレー
トの代シに重合開始剤として２係の２゜２−ジメトキシ
−２−フェニルアセトフェノンウレタンアクリレートと
紫外線吸収剤、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシ−
ベンゾフェノン１９６から成る樹脂組成物を用い、速度
２００１に７分で紡糸した光ファイバに一次抜機、緩衝
層を施した。得られた光フアイバ素線を押出法によシナ
イロン１２を被覆して二次被覆とし、光ファイバ心細を
得た。該光ファイバの被ａ後の外径は一次被覆後が２０
５±２μ講、緩衝層被覆後が４．０５±５μ駕であ多心
線の外径扛約０．９閤であった。該光ファイバの強度は
７．０’Ｋｚ／本（ｓ７ｏ４／−）であシ、伝送損失は
１．８７（ＩＢ／ｌ［ｍであった。

〔比較例　３〕　光７アイパ母材を加熱軟化し、１６０
惰／分の速度で紡糸した光ファイバに高屈折率シリコン
（メチルフェニルポリシロキサン、屈折率１．５０．２
５℃における粘度２．３００ｃｐ　）　’を塗布したの
ち５２０℃に加熱した長さ１．５惰の乾燥炉によシ硬化
させた。連続する次の工程でシリコンゴム（ジメチルポ
リシロキサン。

２５℃における粘度２，４００ｃｐ　）　ｔ−塗布し、
４８′θ℃に加熱した長さ２ｍの乾燥炉によル硬化させ
たのち巻取った。該光フアイバ素線の外径は、１７５〜
８０７　ｐｔｍとパラついておシ、二次抜機することが
不可能だった。

次に上記各実施例を他の実施例、比較例とと−もに第２
１ｉ！に示す。

以上説明したように、本発明によれば、光ファイバの一
次被覆の材料として低価格で硬化速度の速い゛γクリル
糸樹脂組成物を用いるため、低価格な光フアイバ心線が
提供できる利点があると共に、紫外線の照射によシ上記
アクリル系樹脂組成物を硬化させるようにしたので高紡
糸化と低損失化を一層高めることができるなど実用上火
きな利点ｔｉする。

特許出顯人 日本電信を話公社 代　　　理　　　人 弁理士光石士部 （他１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ファイバ本体の外周に設けられる被覆が紫外線に
   よシ硬化するアクリル系樹脂組成物であることを特徴と
   する光フアイバ心線。 （２１４！許梢求の範囲第１項において、上記被覆が一
   次被覆と二次被覆とからなシ、−次被覆が紫外線によプ
   硬化するアクリル系樹脂組成物であることを特徴とする
   光フアイバ心線。 （３）特許請求の範囲第１項において、上記被覆が一次
   被覆と、その外周の緩衝層と、更にその外周の二次被覆
   とからなシ、−次被覆が紫外線による硬化するアクリル
   系樹脂組成物であることを特徴とする光フアイバ心線。 （４）特許請求の範囲第１項又は、第２項又は第３項に
   おいて、二次液種が熱可塑性樹脂−であることを特徴と
   する光７アイパ心線。 （５）特許請求の範囲第３項又は第４項において、緩衝
   層がシリコンゴムであることを特徴とする光フアイバ心
   線。 （６）特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は
   第４項又は第５項において紫外線によシ硬化するアクリ
   ル系樹脂組成物が、エポキシアクリレート、ウレタンア
   クリレート、ポリエステルアクリレート；−、ポリブタ
   ジェンアクリレートの群から選ばれた一つ又は２以上の
   組成物であることを特徴とする光フアイバ心線。 （７）特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又り
   第４項又は第５項又は第６項において紫外線照射によシ
   硬化するアクリル系樹脂組成物が紫外線吸収剤を含むこ
   とを特徴とする、光フアイバ心線。