JPS6029656B2 - 光フアイバ製造方法 - Google Patents

光フアイバ製造方法

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JPS6029656B2
JPS6029656B2 JP52045780A JP4578077A JPS6029656B2 JP S6029656 B2 JPS6029656 B2 JP S6029656B2 JP 52045780 A JP52045780 A JP 52045780A JP 4578077 A JP4578077 A JP 4578077A JP S6029656 B2 JPS6029656 B2 JP S6029656B2
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JP
Japan
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optical fiber
polymer
crucible
coating
coated
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JP52045780A
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克之 井本
幸男 波多野
正治 新沢
聰 青木
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Cable Ltd
Hitachi Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ‘1} 発明の利用分野 本発明は、光通信用伝送路として用いられる光フアィバ
表面に高分子材料を被覆する装置に関するものである。
■ 従来技術光フアィバの線引きには、多重るつぼの中
のガラス材料を加熱源で加熱し、溶融されたガラスをる
つぼのノズルから引き出するつぼ法と、別途調製された
一層あるいは多層のガラス質材料からなるパイプあるい
はロッド(プリフオーム)を加熱し、溶融されたガラス
を引き出して線引きするプリフオーム法がある。
このような線引方法によって得られた光フアィバは局部
的に機械的強度の弱いところがあり、線引後あるいは線
引きと同時に光フアィバ外周表面に高分子材料(以後ポ
リマと略称する)を保護層として被覆(プリコート)し
て補強が行なわれている。このポリマのプリコートによ
り、プリフオームに含まれる気泡や表面のキズに起因す
ると考えられた機械的強度の欠陥はかなり改善されてい
るが、なお、ポリマのプリコートされた光フアィバにお
いても機械的強度のバラッキが存在し、かつポリマ被覆
層も厚さむら、塗りむらなどが発生していた。これら欠
点の生ずる原因を探求するべく従来の製造方法、製造装
置を検討してみた。まず、第1図に示すような線引きと
同時に光フアィバ外周表面にポリマを被覆する従来装置
による製造方法を検討した。第1図からわかるごとくプ
リフオーム1が加熱源2により加熱、溶融されて光フア
ィバ9となりドラム6に巻きつけられる。
光フアィバはドラムに巻きつけられる前にその線径が検
出器4で検出され、その後ポリマ被覆層10、加熱装置
12を通して光フアイバ外周表面にポリマが被覆(プリ
コート)されている。この一連の装置を用いて種々実験
を行なった結果、この製造方法には次のような問題点が
含まれていることがわかった。
‘11 数loAm以上の膜厚のポリマを光フアィバ外
周表面に被覆すると、その円周方向および長さ方向に膜
厚が不均一に被覆され易い。
これは光フアィバ同志の接続特性および耐応力特性を悪
化させる原因になっていた。‘2)また、上記光フアィ
バの伝送損失の温度特性も悪く、温度変化によって伝送
損失が数船/物も変動する場合があった。
特に単一組成のガラスからなるプリフオーム(たとえば
石英ガラス)を線引きし、これにポリマを数10仏m以
上被覆したポリマクラッドフアィバはその傾向が顕著で
あった。これは熱膨張係数の小さな光ガラスファィバに
、熱膨張係数の大きなポリマが厚く、かつ不均一に被覆
されたために、温度が変化すると光ガラスフアイバに張
力または圧縮応力が作用したことによるものと考えられ
る。また、光ガラスフアィバにマイクロペンディングが
生じていることなどが考えられる。‘3’ 発明の目的 本発明は光フアィバの円周方向および長さ方向に一様な
膜厚のポリマを被覆させるための光フアィバ製造装置、
かつ温度特性の良好な光フアィバを得るための光フアィ
バ製造方法を提供することにある。
{4} 発明の総括説明 本発明は同心円構造のノズルを有する多重るつぼのポリ
マ被覆槽を用いたことを特徴とする。
また上記多重るつぼの各るつぼ内に入れるポリマの粘度
、ヤング率、熱膨脹係数、収縮率、屈折率、曲げ弾性係
数、圧縮弾性係数などの物理的性質をちがえ、光フアイ
バ外周表面に連続的あるいは不連続的に物理的性質が変
化するようにポリマを被覆させたことを特徴とする。‘
51 実施例 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
実施例 1 第2図は本発明の光フアィバ製造装置の−実施例である
ボリマ被覆槽11に中心るつぼ11′と外側るつぼ11
″からなる2重るつぼを用いた。中心るつぼ11′内に
入れるポリマ19と外側るつぼ20内に入れるポリマ2
川こはシリコーン(KEIO駅TV、商品名、信越化学
工業製品)と加硫剤を100対5の割合で計算した液を
用いた。そして中心るつぼ11′のノズル21の内蓬o
は0.23肌とし、外側るつぼ11″のノズル22の内
径を0.35肌とした。光フアィバ9(外側150rm
、石英ガラス)はZ軸方向へ20m/minの速度Vf
で線引きした。その結果、外径約300山mのシリコー
ンゴムで被覆したポリマクラッドフアィバタ13を得た
。このポリマクラッドフアイバ13の外径に対する光フ
アィバ9の偏心度は1:1.05であり、光フアィバ9
の外周表面にシリコーンゴムがほぼ均等の膜厚で被覆さ
れていることがわかった。またその長さ方向のポリマの
膜厚変動は従来0の場合、300rm±15〆mであっ
たが、本発明の実施例では300山m±6山mであり、
従来の場合の半分以下の膜厚変動に抑えることができた
。これは光フアィバ9をまず中心るつぼ11′内のノズ
ル21を通過させることにより、ここで光フアタィバ9
のX軸およびY軸方向への軸ずれを低減させつつポリマ
を被覆させ、すぐ外側るつぼ内に入れ、さらにその外周
にポリマを被覆させるようにしたことによる効果が生じ
た結果と考えられる。なお、第2図において、18はガ
ス導入管であ0り、これは矢印17から送り込んだガス
を17′のように流出させることによって加熱装置12
からの熱気流を抑制し、かつるつぼ1 1から出たポリ
マ被覆された光フアィバ表面を清浄に保つためのもので
ある。矢印17から送り込んだガスには〜を用いた。加
熱装置12の長さおよび温度は、2ルネ、700午0に
設定した。また、光フアィバの線径は制御しながら線引
きした。その制御方法は線蓬検出器4で検出した信号を
制御回路23を通してモータコントローラ8にフィード
バックし、速度Vfを変えて行なった。さらにプリフオ
ームーの溶融部表面には矢印14から送り込んだガスを
流量計16、ガス導入管15を遜して矢印14′のよう
に流出させながら線引きした。実施例 2第2図の光フ
アィバ製造装置において、中心るつぼ11′内に入れる
ポリマ19にはシリコーン(KEIO鉱TV)と加硫剤
を100対4の割合で計算した液を用いた。
そして外側るつぼ11″内に入れるポリマ20にはシリ
コーン(KEIO球TV)と加硫剤を100対7の割合
で計算した液を用いた。それ以外は実施例1と同様とし
、外蓬約300山mのシリコーンゴムで被覆したポリマ
クラッドフアィバ13を得た。このフアイバの伝送損失
を0.85仏mの波長で測定した結果、4船/ゆであっ
た。そして、この伝送損失の温度特性を測定した結果、
温度−20午0から十70℃に対して損失増加はほとん
ど認められなかった。これは、中心るつぼ内に入れたシ
リコーンの加流剤が外側るつぼ内のそれよりも少なくし
たために外側が遠く加硫され、光フアィバ9の外周表面
に近い部分ほど加硫いこく〈なっていること、および外
側の方が硬度が高く、内側が低い状態になっているため
に光フアイバ9にマイクロペンディングが生じにくくな
ったこと、によると考えられる。実施例 3 第2図の光フアィバ製造装置において、中心るつぼ11
′内に入れるポリマ19にはm式で示す化学式のポリマ
をシクロヘキサノン液で溶解した液(ポリマ10%に対
してシクロヘキサノン90%に調合した液)を用いた。
ただしR:日またはCH3このポリマの熱堀彰眼係数は
約3×10‐5/℃である。
外側るつぼ11″内に入れるポリマ201こはシリコー
ン(KEIO鉱TV)と加硫剤を10の封5の割合で計
算した液を用いた。このポリマの熱膨脹係数は約3×1
0‐4/℃である。そしてそれ以外は実施例1と同様と
し、外径約300rmのェポキシ樹脂およびシリコーン
ゴムで被覆したフアイバを得た。このフアィバの伝送特
性の温度特性も実施例2の場合と同様に温度変化による
損失増加分はほとんどなかった。これは、光フアィバ(
石英ガラス、熱膨脹係数5.5×10‐7/℃)にいき
なり熱膨脹係数の大きいシリコーンゴムを被覆しないで
、熱膨脹係数がシリコーンゴムよりも約1桁小さいェポ
キシ樹脂を被覆した後でシリコーンゴムを被覆したこと
によるものと思われる。その結果、周囲温度の変化して
も光フアィバに作用する張力または圧縮力が弱まったた
めであると考えられる。実施例 4 第2図の光フアィバ製造装置において、中心るつぼ11
′内に入れるポリマ19にはジメチルホルムアミド液5
0cc内にポリフッ化ビニリデンの粉末91夕を溶融し
た液を用いた。
外側るつぼ11′内に入れるポリマ2川こは実施例3と
同じシリコーン液を用いた。そしてそれ以外は実施例1
と同様とし、外径約300ムmのポリフツ化ビニリデン
およびシリコーンゴムで被覆したフアィバを得た。この
フアィバは光フアィバ外周表面に吸水率の小さいポリフ
ツ化ビニリデン(吸水率0.04%)を被覆させること
により湿気による光フアィバ表面に存在するグリフィス
フローと呼ばれる数〃m程度のオーダの大きさの傷が成
長するのを防ぐためである。本発明は上記実施例に限定
されるものではない。
すなわち、‘1’ポリマ被覆槽は3重るつぼ、4重るつ
ぼなどのように多重るつぼの方が光フアイバの軸ずれが
少なくなり光フアィバの周方向にポリマ膜厚を一様に被
覆させることができるので適している。
{21 ポリマには可塑性樹脂、熱溝化性樹脂、ゴムさ
らには上記ポリマにシリカ、ガラス繊維、ウイスカ、ボ
ロン、カーボンなどの充填されたポリマが適用できる。
【3} ポリマに、光によって架橋し硬化する材料を用
いた場合には、加熱装置12の後に紫外線照射装置を用
いる。‘4} ポリマ被覆槽11の中心るつぼ1 1′
内に入れるポリマの代りにシラン系の表面処理剤(また
は界面活性剤)を用いてもよい。
これはガラスとポリマとのぬれをよくするためのもので
ある。{5} ポリマ液の代りに、 i ケイ素化合物をアルコールに溶解した液およびケイ
素化合物と屈折率制御用拡散剤(たとえば、リン、ボロ
ン、アンチモンなど)をアルコールに溶解した液ii
珪素カリウム水溶液(K20・nSi02)耐 水ガラ
ス(Na2Si03・nは0)などを用いてもよい。
【61 光フアィバ外周表面にポリマを2層被覆した実
施例について述べたが、その2層からなるポリマの構成
は、粘度、熱塊酸眼係数、吸水率のちがう組み合せを用
いたが、それ以外にヤング率が光フアイバの中心から外
側に向って小さくなるように構成すれば引張り強度の大
きいフアィバを得ることができる。
‘7’本発明の方法によって得た光フアィバ外周表面に
2次被覆用ポリマをさらに被覆させることにより補強効
果をもたせることができる。
このポリマとしてはナイロン、ポリエチレン、ポリカー
ボネート、ポリフッ化ピニリデンなどが適用できる。【
6’まとめ 以上説明したごと〈本発明によれば、同心円構造のノズ
ルを有する多重るつぼのポリマ被覆槽を用いることによ
って光フアィバの円周方向および軸万向に一様な膜厚の
ポリマを被覆させることができた。
また多重るつぼの各るつぼ内に入れるポリマの粘度、ャ
ング率、熱膨ヒ眼係数、収縮率、屈折率などの物理的性
質をちがえることによって温度変化に対する伝送損失の
損失増加がほとんどないポリマ被覆フアィバ、光フアィ
バにマイクロペンディングが生じにくく耐応力特性の良
好なポリマ被覆フアィバ、引張り強度の大きいポリマ被
覆フアィバを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光フアィバ製造装置、第2図は本発明の
光フアイバ製造装置の一実施例、である。 努′図 多Z壇

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガラス材料を加熱炉で加熱し、溶融し、線引きして
    光フアイバ素線とし、ドラムに巻きとる間に前記光フア
    イバ素線の外周表面に被覆材を被覆する方法において、
    前記光フアイバ素線を同心円構造のノズルを有する多重
    るつぼの被覆槽を通して光フアイバ素線の外周表面を被
    覆材で被覆し、加熱することを特徴とする光フアイバ製
    造方法。 2 特許請求の範囲第1項において、多重るつぼの各る
    つぼ内に入れる被覆材の物理的性質を等しくしたことを
    特徴とする光フアイバ製造方法。 3 特許請求の範囲第1項において、多重るつぼの各る
    つぼ内に入れる被覆材の物理的性質を異ならしめ、光フ
    アイバ外周表面を覆う被覆層の物硫的性質が該光フアイ
    バの半径方向において変化するように光フアイバ外周表
    面を被覆材で被覆することを特徴とする光フアイバ製造
    方法。
JP52045780A 1977-04-22 1977-04-22 光フアイバ製造方法 Expired JPS6029656B2 (ja)

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