JPS62102210A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低線膨張率にして高弾性率な熱可塑性樹脂で被
覆された光ファイバ心線に関する。

〔従来の技術〕

光ファイバはその直径が１５０μｍ以下のぜい弱な材料
であるので、その製造中又はケーブル化の工程において
、その表面に傷が発生し易く、これが応力集中源となり
、外部から応力が加わると容易に破断する欠点がある。

このため、光ファイバ初期表面を保護し、その初期強度
を維持することを目的とし、光ファイバの紡糸直後に、
ファイバ表面にプラスチックを被覆することが行われて
いる。

このプラスチック被覆は一般に１次被覆層と２次被覆層
からなる。１次被覆層は低ヤング率材料であり、光ファ
イバの初期強度の維持及び２次被覆の不均一によるファ
イバのマイクロベンディングロス増を防ぐことを目的と
する。一方、２次被覆層はポリアミド、ポリエチレンの
ような熱可塑性樹脂から成り、ケーブル化等におけるハ
ンドリングを容易にし、側圧に抗してファイバのマクロ
及びマイクロベンディングロス増を防ぐことを目的とす
る。

しかしながら、従来の２次被機材料の線膨張率は１０−
４℃−１オーダーであり、この値はファイバ自体Ｏ線膨
張率１０−７℃−五オーダーに比較してはるかに大きい
。この几め、温度変化による２次被覆Ｉ―の膨張・収縮
によりファイバに曲がりが生じ、マイクロベンディング
ロス増があった。また、２次被覆工程においては、比較
的長い冷却工程を必要とする。これは、２次被覆材料の
押出被覆工程におけるファイバ長手方向の配向を、徐冷
することによって出来得る限シ取除くために行われる。

もし徐冷が十分でない場合には、配向Ｏ緩和あるいは再
結晶化のために、常温においても２次被覆層の収縮が生
じ、ファイバに圧縮歪がかかシ、マイクロペンディフグ
ロスが次第に増加する。２次被覆工程の高速化に伴い、
それに見合う十分な徐冷工程を設置することは現実的に
不可能である。そのため、２次被覆層の配向緩和がネッ
クとなって高速化が問題となっている。

以上述べたように、現用２次被覆材料では、被覆材料と
７アイパとの線膨張率の差に基づくマイクロベンディン
グロス増を生ずること、更には高速被覆性に劣ることな
どの欠点があった。

本発明者等は、既に１０−６℃−１以下の低線膨張率を
有し、現用押出被覆方法で高速被覆が可能な２次被覆材
料として浴融液晶性を示す芳香族ポリエステルを提案し
、この材料を用いて押出法による光ファイバ素線への被
覆を検討した。

その結果、特願昭５９−１０４６７３号明細書に記載さ
れているように、Ｉ　Ｘ　１０”　５ｅａ−”以上の高
ぜん断速度下若しくは１〜１０の引落比で押出され九樹
脂が１０″″−Ｃ−１オーダーの低滋膨張率を示すこと
を見出した。特に、溶融液晶性芳香族ポリエステルが少
なくとも（Ｌ３の固有粘度をもち、下記の（４）、（Ｂ
）及び（ｃ）式で表される各基からＭ、シ、基（ト）及
び基（Ｂ）を１６７〜３１５モル係ずつ等量含み、基（
Ｃ）を６６６〜２５モル係含むようｌ１ポリエチレンテ
レフタレート−ｐ−ヒドロキ７安息香酸共重合体（ＰＪ
ＩＣＴ／ＰＯＢ共重合体）である場合には、１０”　５
ｅｃ−’以上のせん断配向若しくは１〜１０の引落しに
よジ１ｘ　１ｏ−ｓ℃−１以下の低線膨張率と４　ＧＰ
ａ以上の高弾性率を示す。

−Ｏ−ＣＨ冨−Ｃ３Ｈ！−０−（Ｂ） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、この材料は低線膨張率でかつ高弾性率で
ある反面、屈曲性が著しく低く、したがってこの材料を
被覆した心線は曲げによシ容易に折れるという欠点を有
していた。

本発明に、光ファイバ２次被徨材料である溶融液晶性を
示す芳香族ポリエステルを２次被覆する場合に生ずる前
記の問題点をＳ犬するためになされたものであり、その
目的は使用温度の変化による伝送損失の増加がなく、屈
曲性に優れ、かつ高速被覆が可能である光ファイバ心線
を提供すゐことにある。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明を概説すれば、本発明は光ファイバ心線に関する
発明であって、光ファイバと１次被覆層からなる光７ア
イパ素線の外周に、溶融液晶性を示す熱可塑性樹脂を２
次被覆して成る光ファイバ心線において、該２次被覆層
の半径方向の配向度分布が、素線に接しない外表面部分
が相対的に低く、被覆層内部が相対的に高いような分布
をしていることを特徴とする。

本発明者等は、溶融液晶性を示す芳香族ポリエステルか
ら成る２次被覆層の弾性率、線膨張率、屈曲性と半径方
向の配向度分布との関係について詳細な検討を行なった
結果、弾性率、線膨張率は配向度の平均値に依存し、屈
曲性は表面付近の配向度に特に敏感に依存することを見
出し、本発明に到達した。

本発明の主要な特徴は、元ファイバ２次被覆層の半径方
向の配向度分布を、外表面層部分の配向度を低く、被覆
層内部の配向度を高くなるように配することにある。こ
れにより、はぼ同−の弾性率、線膨張率を示す従来０２
次被檀ノーに比べて、著しく優れた屈曲性を示すことが
できる点で従来技術と異なっている。

本発明の２次被覆層Ｏ配向度分布は、心線（２次被覆層
）の屈曲時に最大伸長力あるいは最大圧縮力が負荷され
る外表面層部分の配向度が最も小さいような分布をとっ
ている。このため、この外表面ｊｆ１部分は他の部分に
比べて局所的に弾性率も低く、柔軟性に富んでいるため
、大きな伸長力、圧縮力に酎えることができ、結果とし
て心線（２次被覆層〕は優れ九屈曲性を示す。この屈曲
性の度合いは配向度の小さな外表面層部分の厚みに依存
する。低配向度を有する外表面層を実現するためには、
外部より加熱する手法がとらｎるが、実用的な心Ｍ製造
速度（数１０ｍ／分〜数１００＠／分〕を保ちつつ低配
向度領域の厚みを増すためには、外部加熱温度を上げる
ことが必要となる。外部加熱温度は溶融液晶性を示す熱
可塑性樹脂の結晶／液晶転移温度と熱分解開始温度の間
が適当である。

しかしながら、溶融液晶性を示す熱可塑性樹脂の結晶／
液晶転移温度と熱分解開始温度との温度差はせいぜい１
００〜１５０℃であるため、外部加熱温度は、光ファイ
バ心線の外表ｔｈｌ温度が該熱可塑性樹脂の熱分解開始
温度以下となるように規制される。詳細な検討の結果こ
の外部加熱温度下で得られる低配向度な外表面層の厚み
は１０〜１　（Ｉ　Ｑ　ｐｍが適当であることがわかっ
た。

一方、従来の２次被覆層では、引落比が１に近い場合に
はスキン−コア構造が見られ、むしろ外表面層（及び２
次被覆；―が素線と接する面９部分で比較的大きな配向
度を示しているが、引落比が大きくなるにつれて平坦な
配向度分布を示すようになる。

このような配向度分布の下では、屈曲時に大きな伸長力
、圧縮力の負荷される外表１ｉｔ　ｆｆｊの配向度は内
部と同様に高く、この外表面層は局所的にも剛直で柔軟
性に乏しい。し念かつて、従来０２次被覆層は屈曲時に
８易に破断する。

また、２次被覆層の弾性率、線膨張率は、いずれも配向
度の平均値に依存する物理量であり、本発明による光フ
ァイバ心線においても従来の心線とほぼ同程度（１０−
・℃−１オーダー）の低線膨張率を示す。このため、本
発明の光ファイバ心線は一６０℃から６０℃の温度範囲
で伝送損失の増加が認められなかつ九。

本発明における２次被覆材料としては、溶融状態で液晶
状態を呈するポリマーであれば使用可能であり、特に材
料を限定するものでになく、具体的には主鎖に液晶形成
能をもつ化学構造を含むＰＥＴ／ＰＯＢ共重合体等の溶
融液晶性芳香族ポリエステルが挙げられろ。

第２図は本発明の元ファイバ心機を製造する装置の１例
の概費図であって、１はファイバ素線緑出機、２はファ
イバ＊線、３は押出機のクロスへラドダイ、４は該ダイ
の直腺部分、５は２次被り用熱可塑性樹脂、６は電熱ヒ
ータ、７は冷却槽、８は心線巻取機である。

ファイバ素線２μファイバ素線縁出機１から繰出され、
クロスへラドダイ３を出た部分で破呵される。２次被Ｑ
用熱可塑性樹脂５はダイ０直線部分４を通過中にせん断
力を受け、更にダイを出た部分で引落しをかけられ、せ
ん断力及び伸長力によシ高度に配向してファイバ索線表
面に被覆される。こうして被覆が完了し、２次被覆ノー
の温度が窒冷により結晶／液晶転移点以下に下がり、配
向が固定されｔ後に、電熱ヒータ６により心線外表面部
が加熱され、冷却槽７で固化した後、心線として心線巻
取機８に巻取られる。この装置において電熱ヒータ６の
位置は２次被覆層温度が十分に（結晶／液晶転移点以下
に）下がった位ｆｆｆ装置くことが必要であジ、濁速被
覆時には、この条件を短時間に満足する友めに、クロス
へラドダイ３と電熱ヒータ６の間に冷却槽７を置くこと
も可能である。

また外部加熱用ＰＡ源として、Ｄｏ便にはｆｊｌ、熱ヒ
ータが用いられるが、赤外稼放射炉等も使用可能である
。

本発明の２次被覆層は、押出破横時に積極的に分子配向
させ、この配向状態が冷却過程においても安定に保たれ
、配向緩和が見られないので、徐冷処理が不要とな）、
高速被覆が可能である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によシ更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

実施例１ 第１図は本発明の１実施例を説明する図であって、本発
明及び従来の２次被覆層の配向度分布の１例を２次被覆
層の半径方向の長さく横軸〕と配向度（縦軸）との関係
で示したグラフである。（Ａ）は本発明による２次被覆
層の半径方向の配向度分布、（Ｂ）は従来の２次被覆層
の半径方向の配向度分布で１）、いずれも２次被横材料
としてｐＢＴ／ｐｏＢ＝ａ　ｏ／６０　（モル比〕のＰ
Ｉ！ｉＴ／ＰＯＢ共重合体を用いている。

本発明の光ファイバ心線と従来の光ファイバ１　　心線
の許容曲げ径を比較すると、２次被覆層Ｏ外径、内径が
α９■及びα４ｆｉ、２次被覆層の（平均した）弾性率
が１２　ＧＰａ　Ｏ場合には、本発明の心線では２−以
下、従来の心線ではる鱈となシ、本発明の心線では従来
の心線に比べて屈曲性が著しく向上することがわかる。

上記の本発明による光ファイバ心線においても従来の心
線とほぼ同程度（１０−・Ｃ−１オーダー］の低線膨張
率を示す。このため、本発明の光ファイバ心Ｍは一６０
℃から６０　’Ｃｏ温度範囲で伝送損失の増加が認めら
れなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光ファイバ心線は、大き
な屈曲性と高弾性率、低線膨張率を示す溶融液晶性熱可
塑性樹脂を光７アイパ被覆材料として用いるので、使用
温度の変化による伝送損失の増加がなく、屈曲性に優れ
た光ファイバ心線を得ることができる。また、本発明の
熱可塑性樹脂は、徐冷処理が不要であるため高速被覆が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び従来の２次被覆層の半径方向Φ配向
度分布め１判を宗す！多ヲ、第り固は本発明の光ファイ
バ心線を製造する装置の１例の概要図である。 １・・・ファイバ素線繰出機、２・・・ファイバ素線、
３・・・押出機クロスへラドダイ、４・・・押出機クロ
スへラドダイの直線部、５・・・２次被覆用熱可塑性樹
脂、６・・・電熱ヒータ、７・・・冷却槽、８・・・心
線巻取機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光ファイバと１次被覆層からなる光ファイバ素線の
   外周に、溶融液晶性を示す熱可塑性樹脂を２次被覆して
   成る光ファイバ心線において、該２次被覆の半径方向の
   配向度分布が、素線に接しない外表面部分が相対的に低
   く、被覆層内部が相対的に高いような分布をしているこ
   とを特徴とする光ファイバ心線。