JPS634212A - 耐熱性強化光フアイバおよびその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は耐熱性強化光ファイバおよびその製造方法に関
し、とりわけ光ファイバを送電線に添設する形式の複合
架空地線に適した物性を有する強化光ファイバおよびそ
の製造方法に関する。

（従来技術とその欠点） 光ファイバは低伝送損失と伝送可能な情報量が大きいこ
とから長距離用の情報伝達線路として利用されており、
特に、発・変電所間の情報の授受には、送電線に添設し
ても光が非電磁誘導性であることからその利用が促進さ
れ、この種の情報の伝達に用いられる光ファイバは光フ
ァイバ複合梁空地Ｉｔ（以下０ＰＧＷと称す）と呼ばれ
ている。

０ＰＧＷは落雷などによって損（ｎを受けた時に交換が
可能な引替型と、交換ができない固定型とがあるが、引
替型は経済的な面で特に有利となる。

従来の引替型０ＰＧＷは、アルミバイブ等で構成した保
護管中に、光ファイバユニットを繊維強化熱可塑性樹脂
（以下ＦＲＰと略す）で被覆したものや、耐摩耗性の繊
維、例えばケブラー繊維で被覆したものなどを挿通して
用いられていたが、特に前者のＦＲＰ被覆構造には以下
に説明する問題があった。

すなわち、ＦＲＰ被覆によるものは、−膜内にはガラス
繊維などの補強繊維を、光ファイバユニットの長手方向
にのみ配列させているだけなので、０ＰＧＷの保護管に
挿通収納する場合や、落雷時の瞬間的高熱によって、Ｆ
ＲＰ被覆部がいわゆる縦割れしやすいという欠点があっ
た。そして、このような縦割れがあると光ファイバの保
護が不十分となり、光ファイバを損傷させたり、引替の
ため保護管から引抜く際に、ＦＲＰ表面がささくれて引
出しが困難となる欠点があった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は曲げなどの外力や、高熱によるＦＲＰ被覆の
縦割れを抑止できる構造の耐熱性強化光ファイバおよび
その製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明にかかる耐熱性強
化光ファイバは、単心光ファイバもしくは光ファイバを
複数本集合した光ファイバユニットを中央に配し、その
外周に長ｍ雑状の補強Ｖ＆雑を含む繊維強化硬化性樹脂
による強化被覆層と、該強化被覆層の外周にふっ素系熱
可塑性樹脂によって被覆した表面層とを有する強化光フ
ァイバであって、該表面層は該強化被覆層が未硬化状態
の時に押出被覆されたものであるところに特徴がある。

また、この強化光ファイバを製造する方法の発明は、単
心光ファイバもしくはこれを複数本集合した光ファイバ
ユニットの外周を長ｍ雑状強化繊維と未硬化状の硬化性
樹脂材料との混合物で被覆して所定径の絞りノズルに通
して未硬化棒状物とし、次いで該未硬化棒状物の外周に
これを囲繞するように溶融したふっ素系熱可塑性樹脂を
環状に押出して上記未硬化棒状物を被覆し、該未硬化棒
状物と被覆層とが接触した位置を冷却開始点として強制
冷却し、この後に硬化槽に通して内部の未硬化状硬化性
樹脂材料を硬化することを特徴としている。

上記構成をより具体的に説明すると、本発明において使
用する光ファイバは、コアおよびクラッドよりなる石英
系などの光ファイバであって、その外周にシリコーンゴ
ムなどからなるバフフッ層を形成した光フアイバ素線を
単心、もしくはこの光フアイバ素線を複数本撚合わせて
その外周をさらにシリコーンゴムにより被覆した光ファ
イバユニットなどである。シリコーンゴムなどからなる
バッファ層の外周に施すＦＲＰ被覆層は、長ｍ維状の補
強繊維として、各種ガラス繊維、芳香族ポリアミドｇ＆
雑、セラミックＩｌｌ、炭素繊維、高強度ポリエチレン
繊維など高強度にして低伸度の繊維に、硬化性の樹脂材
料として不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂などを前記の繊維に含浸して、光フアイバ素
線の外周を包囲して、これを所定の径に賦形し、未硬化
の棒状物とし、引続いてこれをクロスへラドダイに挿通
してふっ素糸樹脂によって被覆する。ふっ素糸樹脂とし
てはふり化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、４ふつ化エチ
レン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、１ふっ化ビニー
ル樹脂（ＰＶＦ）、４ふつ化エチレン−６ふり化プロピ
レン共重合樹脂（ＦＥＰ）、３ふっ化塩化エチレン樹脂
（ＰＣＴＦＥ）、３ふつ化塩化エチレン−エチレン共重
合樹脂（ＥＣＴＦＥ）　、４ふつ化エチレン−パーフロ
ロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）　、ふつ化
エチレン−プロピレンエーテル樹脂などの溶融押出が可
能なものが使用できる。前記の中から選択したふっ素糸
樹脂によって未硬化棒状物を被覆するが、とくに注意す
べきは、非加圧型のダイから押出して、押出された溶！
！樹脂の内周がドラフトによって内部の未硬化棒状物の
外周と接触する点を冷却の開始点とすることである。こ
の冷却開始点を適正に設定しないと比較的高温で押出さ
れた樹脂との接触によって、硬化性樹脂材料が部分的に
硬化したり、真円度が低下したりして形状不良や、操業
トラブルの原因となる。このようにして被覆、冷却した
後引続いて硬化槽に導いて内部の未硬化状ＦＲＰ層を硬
化せしめる。

なお、押出し被覆するにあたっては、ダイスの径（ダイ
ス外径ＡＩ、ダイス内径Ａ２　）と製品径（被覆外径３
１　、ＦＲＰ径Ｂ２　）による引落し重被覆角度などに
配慮して、ダイから吐出された円錐状の被覆樹脂が未硬
化状棒状物の外周と接触するに際しての被覆角度θを２
０°以下とすることが、硬化後のＦＲＰの真円性を保つ
ことから望ましい。

（実施例） 以下に本発明の好適な実施例について添附図面を引用し
て説明する。

＊実施例１ 第１図のボビン１に巻かれたコア外径５０μ―、クラッ
ド径１２５μ−の石英系光ファイバの外周にシリコーン
ゴムのバッファ層を形成した光フアイバ素線を７本撚合
甘た外径１．２Ｍの多心光ファイバユニット２を供給し
、その外周に単糸径約１０μ暑で８０テクスのガラス長
繊維からなる補強用ｉＩＮ材料３を案内ガイド４に通し
て収斂して縦添えし、樹脂槽入口ガイド５により　１．
７０．の外径とし、直ちに非スチレン系の重合性単量体
を含む未硬化の不飽和ポリエステル樹脂材料がバイブロ
から滴下供給されている樹脂槽７に通して、ｍｌＩ層の
外周から樹脂を含浸させ、これを出口ガイド８によって
１．７０ｍ５＋の外径に絞り、さらに適宜の数及び内径
の絞りガイド９並びに案内ガイド１０の中央部のノズル
によって成形し、外径１．６ｍの内殻層となるべき未硬
化棒状物１１を得る。さらに、この未硬化棒状物１１の
外周には、単糸径的１０μｌで１６０テクスのガラスＩ
帷１２にスチレン系重合性単量体を含有する未硬化の不
飽和ポリエステル樹脂を樹脂層１３中で含浸させた被覆
材料を、絞りガイド１４及び案内ガイド１０の外周部の
透孔により絞り成形して収斂して縦添えし、絞りノズル
１５によって賦形して、補強用被覆層３２を形成すべき
未硬化物で被覆してなる外径約２皐の棒状物１６を得る
。

次いで、この棒状物１６をクロスヘツド１７に挿通し、
溶融状の三井フロロケミカル株式会社製４ふつ化エチレ
ンー６７フ化プロピレン共重合樹脂（以下ＦＥＰという
。）を内径２０ａｍ、外径２３　ａｍ　、傾斜角度４５
°、設定温度３８０℃の円環状ダイ１８から押出して、
減圧度が３０ＩＩｍ水柱の減圧下で被覆する。この被覆
は第３図に拡大して示すように、ダイ１８の外径、内径
と被覆層１１同化した棒状物２０の外径、ＦＲＰ径の引
落し率は１００、引落しバランスは１であり未硬化状態
の被覆層２９と棒状物１６とが接触する点すなわち引き
落し点りはダイ面１８ａから軸線距離４０ａｍで被覆角
度θが１４．５°で被覆層２９の内周と、棒状物１６の
外周とが接触した点で冷却槽１９に入り直ちに冷却固化
され、被覆厚み０．１５ａｍ＋で内部が未硬化の棒状物
２０とした。

続いて、これを蒸気圧４．２に９／ｃｉで１４５℃に加
熱された硬化槽２１に導いて内部の硬化性樹脂材料を硬
化させ、取引装置２２を通して図示していない製品用ド
ラムに巻取った。

このようにして得た外径２．３ＭｍのＦＥＰ被覆の多心
強化光ファイバの断面を第２図に示しており、このもの
の耐熱性を落雷時の温度の目安とされている３００℃お
よび１５０℃の温度下でＦＥＰ被覆部の縦割れ（クラッ
ク）の発生状況を測定した。その結果３００℃では３０
秒間ではクラックの発生は認められなかったが、１分経
過後においてはクラックが発生していた。１５０℃では
１ケ月経過優もＦＲＰ被覆層の変化は認められなかった
。

−方、比較のための表面のＦＥＰ被覆を剥離したものに
ついて上記の耐熱性テストを行なったところ、３００℃
では１５秒でＦＲＰ被覆部のクラックが発生した。

＊実施例２ 実施例１に使用した光ファイバユニット２に代えて、ク
ラッドの外径が０．６ａｍでその外周にシリコーンゴム
によるバラフッ層を施した外径０．８姻の光フアイバ素
線を用い、実施例１と同一組成の硬化性樹脂材料および
ガラス繊維を用いて外径１４１１１の未硬化状棒状物１
６とし、これをクロスへラドダイ１７に通して、内径１
４ａ＊、外径１８ｍ＋傾斜角度４５″、設定温度３８０
℃の円環状ダイ１８からＦＥＰ樹脂を押出して同様に被
覆した。

この場合の引落し率はｉｏｏ、引落しバランスは１であ
り、ドラフト点りはダイ面１８ａから軸線距離３５ｍ５
＋の位置で、この点を冷却開始点として水冷固化した。

続いて実施例１と同一条件で、これを硬化し外径１．８
ｍ＋の単心強化光ファイバを得た。この実施例による強
化光ファイバは、３００℃での耐熱性は１分であった。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の強化光ファイバは、光フ
アイバ素線の外周に施したＦＲＰ被覆層とさらにその外
周にふっ素糸ｍ１ｌｌによって被覆しているので、０Ｐ
ＧＷの光ファイバとして使用する際に適した耐圧壊性、
耐曲げ性耐熱性を有し、０ＰＧＷ保護管への挿通や引出
しにおける取扱いが容易であるとともに、万−落雷等が
あった場合も瞬時耐熱性は表面のＦＥＰ樹脂被覆を有さ
ないものより優れ、極めて実用的な構成の強化光ファイ
バである。

また、本発明による強化光ファイバの製造方法によれば
、硬化性樹脂材料の硬化を金型中で引抜きながら行なう
方法によらず、未硬化状物をふっ素糸樹脂で被覆した後
に硬化槽中で行なっているので生産性が優れ、また硬化
後においてＦＲＰ部の真円度が他の熱可塑性樹脂による
被覆に比較して向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による強化光ファイバの製造方法を実施
する一実施態様を示す概略図、第２図は本発明の実施例
１に対応する強化光ファイバの断面図、第３図は本発明
の方法におけるふっ素糸樹脂による被覆工程の一実施態
様を示す要部拡大図である。 ３．１２・・・補強用繊維材料 ７．１３・・・樹脂槽 １５・・・絞りノズル　　　１７・・・クロスヘツド１
８・・・ダ　イ　　　　　１９・・・冷却槽２１・・・
硬化槽　　　　　３２・・・ＦＲＰ被覆特許出願人　　
　　　　宇部日束化成株式会社代　理　人　　　　　　
弁理士　−色　健　輔手続補正書く自制 昭和６２年５月２６日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１４６７９２号 ２、発明の名称 耐熱性強化光ファイバ およびその製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　東京都千代田区神田岩本町２番地名　称　宇部
日東化成株式会社 ４、代理人 住　所　東京都港区新橋２丁目１２番７号５、補正の対
象 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内
容 （１）明細書の第６頁第１７行目に「ドラフト」とある
を「引落し」と訂正する。 （２，）明細書の第１０頁第９行目にｒＦＥＰＪとある
をｒＦＲＰ、と訂正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単心光ファイバもしくは光ファイバを複数本集合
   した光ファイバユニットを中央に配し、その外周に長繊
   維状の補強繊維を含む繊維強化硬化性樹脂による強化被
   覆層と、該強化被覆層の外周にふっ素系熱可塑性樹脂に
   よつて被覆した表面層とを有する強化光ファイバであつ
   て、該表面層は該強化被覆層が未硬化状態の時に押出被
   覆されたものであることを特徴とする耐熱性強化光ファ
   イバ。
2. （２）単心光ファイバもしくはこれを複数本集合した光
   ファイバユニットの外周を長繊維状強化繊維と未硬化状
   の硬化性樹脂材料との混合物で被覆して所定径の絞りノ
   ズルに通して未硬化棒状物とし、次いで該未硬化棒状物
   の外周にこれを囲繞するように溶融したふつ素系熱可塑
   性樹脂を環状に押出して前記未硬化棒状物を被覆し、該
   未硬化棒状物と被覆層とが接触した位置を冷却開始点と
   して強制冷却し、この後に硬化槽に通して内部の未硬化
   状硬化性樹脂材料を硬化することを特徴とする耐熱性強
   化光ファイバの製造方法。