JPS63306406A - 被覆光ファイバとその製造方法 - 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】 〔発明の産業上利用分野〕 本発明は被覆光ファイバおよびその製造方法、さらに詳
細には光通信用ガラスファイバの被覆構造および被覆フ
ァイバの簡易な製造方法に関するものである。

〔発明の従来技術〕

光通信用ガラスファイバ（以下、光ファイバと略記）は
その伝送特性、機械的特性保護のため基本的に二層のプ
ラスチック被覆が施される。第一層（内層）は光ファイ
バに加わる応力を吸収する緩衝機能を発揮するため低ヤ
ング率である必要があり、第二層（外層）は内部を機械
的に保護するシェルとしての機能を発揮するため高ヤン
グ率である必要がある。

ここで、光ファイバは固体との接触により容易に表面傷
が発生し、この表面傷が応力集中源となって破断強度が
著しく低下するため、少なくとも第一層の被覆は光フア
イバ加熱紡糸（線引き）直後にオンラインで施す必要が
ある。

第一層、第二層用被覆材料としては熱可塑性樹脂、熱硬
化性樹脂のいずれも使用可能である。これらの被覆材料
の組合せとして現在シリコーン／ナイロンが広く使用さ
れている。しかし、この場合熱硬化性樹脂（シリコーン
）と熱可塑性樹脂（ナイロン）の組合せであるため、第
一層と第二層の被覆は必然的に別工程とならざるを得す
、複雑な工程管理が必要である。これに対して、最近エ
ポキシ−アクリレート、ウレタン−アクリレートなどの
紫外線キュア型熱硬化性樹脂が使用されるようになった
。この場合、第一層、第二層ともに熱硬化性樹脂である
ためオンラインでの連続被覆が可能であり、工程管理も
シリコーン／ナイロンよりは容易であるが、−回の紫外
線照射でキュアできる厚さに制限があるため、塗布−キ
ュアの操作を複数回繰り返す必要があり、依然として繁
雑である。特に高速で厚肉被覆を行う場合には第一層、
第二層とも複数回に分けて上記の操作を行う必要があり
、この問題は顕著となる。この問題の主要因は未硬化の
状態にある熱硬化性樹脂オリゴマ被覆層の重合反応を被
覆工程（キュア）において完了させなければならない点
にある。

これに対して熱可塑性樹脂は塗布のみでよく、キュアの
必要がないという利点を有している。この利点を活かし
て、例えば特開昭６０−１５４２２０に見られるように
低ヤング率／高ヤング率の熱可塑性樹脂の組合せを同時
に被覆する方法も提案されている。しかし、このように
単に熱可塑性樹脂を被覆するだけの方法においては、低
ヤング率材料と高ヤング率材料とは必然的に別種の材料
である必要がある。これは、熱可塑性樹脂の場合、被覆
層としてのヤング率は被覆前の値と同一かまたは分子鎖
の配向度によって決定され、従来の方法では被覆過程に
おいて被覆層のヤング率を制御できないためである。

〔発明が解決する問題点〕

以上述べたように、従来の熱硬化性樹脂被覆においては
、複数回の塗布−キュアの操作が必要であり、複雑な工
程管理が必要であること、また熱可塑性樹脂被覆におい
ては第一層と第二層に別種の樹脂を用いなければならな
いこと、という問題があった。

本発明は、前記現状に鑑がみてなされたものであり、そ
の目的は被覆過程においてヤング率の制御が可能でかつ
製造が容易な被覆光ファイバとその製造方法を提供する
ことにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明による被覆光ファイ
バは、光導波構造を有するガラスファイバの周囲に、該
ガラスファイバと密着して、半径方向にヤング率が連続
的に変化した熱可塑性樹脂被覆層または該熱可塑性樹脂
を主成分とする組成物被覆層を有することを特徴として
いる。

また、本発明による第二の被覆光ファイバによれば、光
導波構造を有するガラスファイバの周囲に二層の被覆が
施され、第一層および第二層はエネルギー線を照射する
ことによって硬化する熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂
を主要成分とする組成物であり、前記第二層のヤング率
が前記第一層のヤング率より高いことを特徴としている
。

゛　　さらに、本発明による被覆光ファイバの製造方法
によれば、加熱紡糸した直後の光導波構造を有するガラ
スファイバにエネルギー線を照射することによって硬化
する熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂を主要成分とす
る組成物を、少なくとも１回以上被覆し、引き続く次の
工程社おいて該被覆金層にエネルギー線を照射すること
を特徴としている。

上述のように、本発明の特徴は熱可塑性樹脂を光フアイ
バ被覆材料として使用し、塗布直後の溶融状態にある該
熱可塑性樹脂被覆層に紫外線、Ｘ線、またはγ線などの
エネルギー線を照射することにより、該熱可塑性樹脂の
有する有機官能基、または該熱可塑性樹脂に添加した光
重合性を有する熱硬化性樹脂オリゴマの光重合反応また
は架橋反応を誘起し、これらの分子鎖の一部または全部
を三次元的網目状とし、従来の第二層に相当する高ヤン
グ率を得るものである。

即ち、一層のみの被覆の場合、被覆層表面付近を中心と
して上記重合反応または架橋反応を優先的に励起するこ
とにより内側の低ヤング率から外側の高ヤング率までヤ
ング率を半径方向に連′続的に分布した被覆層を得、ま
た二層被覆の場合、第二層にのみ選択的に上記重合反応
または架橋反応を励起することにより高ヤング率化を達
成する。

従って、被覆前に低ヤング率の熱可塑性樹脂であっても
第二層用被覆材料としての使用が可能であり、また紫外
線等の光照射も一回でよいという特徴がある。

前述のようにエネルギー線を照射することによって硬化
する熱可塑性樹脂ないし熱可塑性樹脂を主要成分とする
組成物としては、エネルギー線によって硬化する有機官
能基を有する熱可塑性樹脂ないしこのような熱可塑性樹
脂または通常の熱可塑性樹脂にエネルギー線によって硬
化する熱硬化性樹脂をブレンドした組成物などを例とし
て上げることができる。

このような、エネルギー線によって硬化する熱可塑性樹
脂としては、たとえば有機官能基としてビニル基、ビニ
リデン基、ビニレン基等の不飽和二重結合を有するそれ
自身で重合可能な化合物あ′るいは官能基としてカルボ
キシル基、水酸基、アミノ基等架橋反応の開始点となり
得る基を有する熱可塑性樹脂の一種以上を例として上げ
ることができる。

このような熱可塑性樹脂に対し、本発明においては熱硬
化性樹脂をブレンドすることができる。

この場合、熱硬化性樹脂がエネルギー線によって硬化す
るために、必ずしも熱可塑性樹脂はエネルギー線によっ
て硬化するものでなくともよい。

このようなエネルギー線によって硬化する熱硬化性樹脂
として、たとえば光重合性を有する熱硬化性樹脂、具体
的にはアクリロイル基、メタクリロイル基、アクリルア
ミド基、マレイン酸ジエステル、アリル基、ビニルエー
テル基、ビニルチオエーテル基、ビニルアミノ基等の不
飽和二重結合を有する有機化合物モノマまたはオリゴマ
あるいはエポキシ基を有する有機化合物モノマまたはオ
リゴマなどの一種以上を挙げることができる。

本発明においては、内側層となる第１層の樹脂ないし組
成物に対し、硬化反応を抑制する反応抑制剤を添加する
ことができる。このような反応抑制剤を添加することに
より、硬化反応が抑制されて第１層、すなわち内側層を
より柔らかく保持しておけるようになるとう利点がある
。

この反応抑制剤としては、たとえば、ジフェニルピクリ
ルヒドラジン、ジフェニルアミン、ヒドロキノン、第三
プチルカテユール、ベンゾキノン誘導体、ニトロ化合物
等のラジカル捕捉剤およびサリチル酸化合物、ベンゾフ
ェノン化合物、ベンゾトリアソール化合物等の紫外線吸
収剤の一種以上を例として挙げることができる。

反対に、第２層、すなわち外側層は硬化反応を促進し、
硬くするのが好ましいために、硬化反応を促進する反応
促進剤を添加するのがよい。このような反応促進剤とし
ては、たとえば、ベンゾイン、多核キノン類等のカルボ
ニル化合物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾニウ
ム化合物等のアゾ化合物、メルカプタン類、アルキドジ
スルフィド類等の有機硫黄化合物、ハロゲン化銀、臭化
水銀等のハロゲン化合物、マンガンカルボニル等の有機
金属化合物および上記有機官能基を有する有機化合物モ
ノマまたはオリゴマ等の一種以上を挙げることができる
。

本発明による熱可塑性樹脂および樹脂組成物に被覆時の
粘度調整のため、あるいは柔軟性の制御のために、滑剤
、たとえばプロセスオイルなどをい添加することもでき
る。

このような樹脂を光ファイバに少なくとも１回以上被覆
したのち、本発明の製造方法によれば、エネルギー線を
照射し、硬化せしめるものであるが、このようなエネル
ギー線としては、上述のようにたとえば紫外線、電子線
、γ線などを有効に使用することができる。

また樹脂ないし樹脂組成物を１回以上場合、樹脂として
は同種の樹脂ないし同一の樹脂であることが被覆工程の
容易化あるはは被ｒｉ層間の接着性の点より好ましい。

〔実施例〕 第１表に本発明の実施例、比較例をまとめて示す。ここ
で、表中の数字は重量部を表す。第１表において、光フ
アイバ径は１２５μｍ、第一層／第二層の被覆外径はそ
れぞれ４００１５００μｍであり、光フアイバ線引き過
程で同時に被覆した。光フアイバ走行速度は１００／分
を基準とし、照射量の制御はこの走行速度を変更するこ
とにより行った。

一層のみを被覆する場合、適切な照射量を設定すること
により外表面でのヤング率を内表面の約３０倍まで高め
ることができることがわかる（実施例１、比較例１）。

また、第一層材料への反応抑制剤添加、第二層材料への
反応促進剤添加あるいは照射線源の選択のいずれかまた
は全てを組合せることにより、第二層と第一層のヤング
率の比は約５０から３００程度まで高めることができる
ことがわかる。現在用いられているシリコーン／ナイロ
ンでのヤング率はおよそ１　／１０００ＭＰａ程度であ
る。未発明によって得られる被覆ファイバの特性もほぼ
これに匹敵していることがわかる。

（以下余白） 第ｉ表 箪１表のつづき 以上説明したように、本発明によれば、エネルギー線に
よって硬化する熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂を主
成分とする組成物を光ファイバに被覆する場合、一層の
みを被覆する場合においても適切な照射条件を選択する
ことによって、また二層の被覆を施す場合には反応抑制
剤、反応促進剤をそれぞれ第一層、第二層に添加するこ
とにより、容易に従来の二層被覆構造と同様のヤング率
を得ることができるので、より汎用性の高い、従って安
価な熱可塑性樹脂が光フアイバ被覆材料として使用可能
なだけでなく、基本的に一回の塗布と一回の光照射によ
って二層被覆が可能であり、プロセス管理が容易になる
という利点がある。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導波構造を有するガラスファイバの周囲に、該
   ガラスファイバと密着して、半径方向にヤング率が連続
   的に変化した熱可塑性樹脂被覆層または該熱可塑性樹脂
   を主成分とする組成物被覆層を有することを特徴とする
   被覆光ファイバ。
2. （２）前記被覆層の熱可塑性樹脂がスチレン系共重合体
   またはオレフィン系共重合体からなる群に属することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆光ファイバ
   。
3. （３）光導波構造を有するガラスファイバの周囲に二層
   の被覆が施され、第一層および第二層はエネルギー線を
   照射することによって硬化する熱可塑性樹脂または熱可
   塑性樹脂を主要成分とする組成物であり、前記第二層の
   ヤング率が前記第一層のヤング率より高いことを特徴と
   する被覆光ファイバ。
4. （４）前記第一層および第二層の熱可塑性樹脂が同一で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の被覆
   光ファイバ。
5. （５）前記第一層の組成物が、前記熱可塑性樹脂または
   熱可塑性樹脂を主要成分とする組成物の硬化を抑制する
   反応抑制剤を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項および第４項記載の被覆光ファイバ。
6. （６）前記第二層の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂を
   主要成分とする組成物が、前記熱可塑性樹脂または熱可
   塑性樹脂を主要成分とする組成物の硬化を促進する反応
   促進剤を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項か
   ら第５項記載の被覆光ファイバ。
7. （７）前記被覆層の熱可塑性樹脂がスチレン系共重合体
   またはオレフィン系共重合体からなる群に属することを
   特徴とする特許請求の範囲第３項から第６項記載の被覆
   光ファイバ。
8. （８）加熱紡糸した直後の光導波構造を有するガラスフ
   ァイバにエネルギー線を照射することによって硬化する
   熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂を主要成分とする組
   成物を、少なくとも１回以上被覆し、引き続く次の工程
   において該被覆合層にエネルギー線を照射することを特
   徴とする被覆光ファイバの製造方法。