五 '發明説明(1 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (發明之所屬技術領域) 本發明係關於一種使複數根光纖帶芯線排列呈平面狀而 以帶狀形成一體之光纖帶芯線的製造方法。 (習知技術) 光纖帶芯線係一種使複數條光纖帶芯線並排而藉由紫外 線硬化型樹脂所構成之匯總被覆材形成一體者》習知之光 纖帶芯線之製造方法,係於複數條光纖帶芯線上被覆紫外 線硬化型樹脂後,於紫外線照射裝置中對所被覆之紫外線 硬化型樹脂照射紫外線’以使之硬化《然而,藉由產生紫 外線之紫外線燈的發光,會伴隨相當的發生熱量^由於此 熱量之故’匯總被覆材會變柔軟,以此狀態與其他堅硬物 質接觸’光纖帶芯線表面會有損傷,並且光纖帶芯線會發 生彎曲。 爲解決如此之問題’以往例如在特開平1 _ 1 9 1 1 1 〇號公報 中,係於紫外線照射(硬化)裝置内藉由冷卻氣體流動,使紫 外線硬化過私中之光纖帶芯線的表面溫度比紫外線硬化型 樹脂之玻璃化溫度還低,以製造光纖帶芯線。又,於同公 報中,係將紫外線照射裝置之各別輸出能量抑制至某一定 値以下,而此種紫外線照射裝置多段配置,並使紫外線硬 化過程中之光纖帶芯線的表面溫度比紫外線硬化型樹脂之 玻璃化溫度還低,以製造光纖帶芯線。 其次,於實開平2-149904號公報中,係於拉引一被覆著 紫外線硬化型樹脂之《帶芯線㈣盤外周圍附近之中空 部’藉由冷卻水流動’以冷卻硬化後之光 線。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2ΐ〇χ297公疫) (請先閲讀背面之注意事琪貪處本 •装·
1T 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明(2 ) 於此等方法中’均係就光纖帶芯線表面的損傷或光纖帶 芯線的寶曲發生原因’只歸因於匯總被覆材受溫度而變柔 敕來思考,並從此觀點藉冷卻水來冷卻光纖帶芯線。 (發明欲解決之課題) 習知光纖帶芯線之製造方法,係於如此之製造條件下製 造光纖帶芯線,但在如此之條件下,即使冷卻光纖帶芯線 ’亦無法抑制光纖帶芯線表面損傷或光纖帶芯線彎曲的發 生現像。 因此’本發明之目的在於得到一種可防止光纖帶芯線表 面的損傷或光纖帶芯線的彎曲而避免輸送損失增加之光纖 帶芯線的製造方法。 (用以解決課題之方法) 根據本發明之申請專利範園第丨項,係一種光纖帶芯線之 製造方法’乃使至少2條光纖帶芯線呈平面狀並排排列,所 排列之光纖帶芯線以由紫外線硬化型樹脂所構成的匯總被 覆材匯總被覆後,藉紫外線照射裝置紫外線,以使匯總被 覆材硬化’其特徵在於:從紫外線照射裝置出來之光纖帶 芯線當接觸引導輥時,光纖帶芯線從紫外線照射裝置抵達 引導輥之時間令爲t(ms)、光纖帶芯線的厚度令爲2(1(^111) 、引導輥之直徑令爲2R(mm)時,滿足d/[(R+d)xt】<〇 2之 關係。 本發明人等經銳意研究結果,發現於光纖帶芯線表面造 成損傷除溫度以外另有其他因素。亦即,發現光纖帶芯線 離開紫外線照射裝置之時點,匯總被覆材之硬化型反應尚 -—___ - 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2Ι〇χ297公釐) I - I I n I I--- I I n -- -訂- I---線 (請先閣讀背面之注意事現再"^客本頁) 未冗成,而離開紫外線照射裝置後,硬化反應亦仍在進行 。其機構’係务'對光纖帶芯線照射紫外線,添加於匯總被 覆材之光聚合開始劑會吸收紫外線而產生自由基。藉此自 由基促使紫外線硬化型樹脂開始硬化反應,但,_旦經紫 外線照射’樹脂中若產生自由基,然後,不照射紫外線, 樹脂中只要有自由基存在,硬化反應仍會進行。 紫外線硬化型樹脂之硬化反應爲自由基反應,其反應進 行速度非常快。但,因近年之光纖帶芯線之製造技術的進 步’製造時之光纖帶芯線的搬送速度飛躍地提昇,紫外線 所照射之時間比硬化反應所需的時間還短。因此,僅管光 纖帶芯線之溫度很低’若以硬化反應未充分進行之狀態, 光纖帶芯線接觸引導輥,則會造成由光纖帶芯線表面之損 傷或光纖帶芯線之彎曲所引起的輸送特性劣化。 然而,若依本發明,對關係著光纖帶芯線歪斜大小之 d / (R + d),加入光纖帶芯線從紫外線照射裝置抵達引導擦之 時間t,則光纖帶芯線可以充分硬化反應進行之狀態接觸歹丨 導輥。因此,不會對光纖帶芯線表面造成損傷,且,光纖 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 帶芯線不會發生彎曲’可防止輸送特性劣化亦即輸送損失 之增大。 記載於申請專利範圍之發明,係匯總被覆材的玻璃轉移 溫度爲7 0 C以上1 5 0 °C以下。若依本發明,玻璃轉移點愈低 ,應力緩和愈快,但若過低’常溫之揚氏率會變低,侧壓 特性會降低。玻璃轉移溫度若爲70°C以上、15〇β(:以下之範 園内’可增加側壓特性與應力緩和,得到優異之特性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M规格(2丨0X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 Α7 Β7 五、發明説明(4 ) 記載於申請專利範園第3項之發明,構成匯總被覆材之紫 外線硬化型樹知,係其特徵在於:相對於紫外線硬化型樹 脂添加酿基膦化氧系之聚合起始劑1重量%以上5重量%以 下》若依本發明,因使用醯基膦化氧系之聚合起始劑,構 成匯總被覆材之紫外線硬化型樹脂的硬化反應可提早,能 以更短時間製造光纖帶芯線。 (發明之實施形態) 以下’依據添附圖面’説明有關本發明之光纖帶芯線的 製造方法之實施形態。 圖1係表示光纖帶芯線製造裝置之概略構成圖’而該裝置 適用本發明實施形態之光纖帶芯線的製造方法。 圖2係表示光纖帶芯線之縱剖面圖’(a )爲4芯光纖帶芯線 之縱剖面圖,(b)爲8芯光纖帶芯線之縱剖面圖。 使用於本發明之光纖帶芯線,係使複數條(N條)之光纖帶 芯線1並列而藉由紫外線硬化型樹脂所構成的匯總被覆材 形成一體者,依圖2詳細表示。圖2(a)係4條光纖帶芯線1 呈平面狀並排排列,各光纖帶芯線1係例如於1 2 5 μπτ之石英 系玻璃光纖2 1上具有内層保護被覆22及外層保護被覆23 ,最外層具有識別用的著色層2 4。進而,4條光纖帶芯線1 係藉由紫外線硬化型樹脂所構成的匯總被覆材25並排而形 成一體。 此處,保護被覆雖以内層保護被覆22及外層保護被覆23 之二層來表示,但,亦可以1層或3層以上之複數層構成。 又’著色層24可設置或未設置均可。 _____- 7 - _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ----------參-----i?TU------^ (請先閲讀背面之注意事巩寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ------- B7 五、發明説明(5) 於圖2(b)中’係8條光纖帶芯線1排列,每4條光纖帶芯線 1内層以匿總被覆材2 6被覆,進而外層以匯總被覆材2 7被覆 8條光纖帶芯線丨的全體。 其次’依圖1説明本發明之光纖帶芯線的製造方法。於圖 1中,匯總被覆材爲1層,製造芯數N之光纖帶芯線時,捲著 光纖帶芯線1之捲軸2,從備有N個捲軸之紡出用供應器3, 知出N條之光纖帶芯線1。此時,對光纖帶芯線1介由浮動輥 4賦與數十克左右的張力。所纺出之N條光纖帶芯線1分別經 由帶有溝槽之2個引導輥5集中後,以於一方向密接之狀態 主一列排列,再輸送至塗布裝置6。塗布裝置6中,係從加 壓式之樹脂槽7經由配管7&供给紫外線硬化型樹脂,此處, 匯總成N條之光纖帶芯線1,再塗布紫外線硬化型樹脂,形 成匯總被覆材2 5。 進一步,使此光纖帶芯線1通過紫外線照射裝置8,以對 匯總被覆材2 5照射紫外線,使匯總被覆材2 5硬化《如此一 來’ N條光纖帶芯線1呈帶狀形成一體之n芯的光纖帶芯線9 ,經由引導輥10、送出绞盤11、捲取張力控制浮動12,藉 捲取裝置13而捲取於預定的捲柏14。此時之捲取張力設定 爲數十克〜數百克。 此處,光纖帶芯線9離開紫外線照射裝置8而抵達引導輥 1 0之時間大愈短,構成匯總被覆材2 5之紫外線硬化型樹脂 的硬化反應進行度愈低。因此,紫外線硬化型樹脂即使柔 軟且少許歪斜,亦會發生傳送特性的劣化。然而,若到達 時間t愈長,反應之進行度愈高,紫外線硬化型樹脂會變硬 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210><297公釐) ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事本頁) 、11 線 B-7 B-7 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 五、發明説明(6) ,故所容許之歪斜亦愈大。 此歪斜之大小,如圖3所示,當光纖帶芯線9之厚度爲 2d(Mm)、引導輕10之直徑爲2R(mm)時,與d/(R + d)有關 。又,圖3係概略地表示光纖帶芯線9及引導輥1〇之模型圖 ,引導棍1 0之溝省略圖示。 進而,本發明人等考慮到達時間t(m s ),發現不發生歪斜 之最適範圍可以d/[(R + d)xt]<0.2來表示。亦即,若滿足此 種條件,光纖帶芯線9會以構成匯總被覆材25之紫外線硬化 型樹脂的硬化反應充分進行之狀態接觸引導輥1〇 3因此, 不會對光纖帶芯線9之表面造成損傷,且光纖帶芯線丨不發 生彎曲》進而,不會使光纖帶芯線之製造設備擴大,並可 防止輸送特性之劣化,亦即’輸送損失之增大。 此處’光纖帶芯線9之厚度係由電境之構造來決定,目前 所使用代表性之光纖帶芯線9的厚度爲3 〇 〇 μ m或4 〇 〇 μ m左 右。又’引導輥10之直徑2r較宜爲3 〇mm〜2 00mm之範圍 。進一步’到達時間t乃以i〇ms~1000ms之範圍爲宜。 本發明中,構成匯總被覆材之樹脂可使用紫外線硬化型 樹脂。紫外線硬化型樹脂較宜使用例如丙烯酸胺基甲酸酯 醋系’、外線硬化型樹脂,丙晞酸環氧酯系紫外線硬化型樹 脂等。 又’前述之歪斜亦受匯總被覆材之應力緩和容易所左右 ’此應力緩和容易度乃與玻璃-轉移點有關。亦即,構成匯 總被覆材2 5之紫外線硬化型樹脂的玻璃轉移點,其値愈低 ’應力緩和愈快’但,反之,若過彳氏_,在常溫下之揚氏率 _______ - 9 ~ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) 格(2ΐ〇χ297公釐) ^t.. —ΐτ-^------it (請先閲讀背面之注意事項.再^c本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 A7 ______B7 五、發明説明(7 ) 會變低,侧壓特性有下降之傾向。因此,能得到追加側壓 特性與應力緩和容易度時之最適特性的破璃轉移點,爲7 〇 eC以上、1 5 0 °C以下之範圍。 再者,匯總被覆材之硬化反應愈快,生產性愈優,光纖 帶芯線在製造上較有利《醯期膦化氧系之聚石起始劑係硬 化反應的促進作用優異,在光纖帶芯線之製造上非常有利。 對於構成匯總被覆材之紫外線硬化型樹脂,添加量不足i 重量%時,硬化反應速度不充分’超過5重量%時,聚合起 始劑本身會吸收光能量’被覆較深的部份其硬化有不充分 的傾向。因此,醯膦化氧系聚合起始劑相對於紫外線硬化 型樹脂宜添加1重量%以上5重量%以下。 醯膦化氧系之聚合起始劑較宜使用例如2,4,6 -三甲基苯 曱醯基苯基膦化氧、雙(2,6-二甲氧基苯曱醯基)_2,4,4-三 甲基戊基膦化氧等。又,與醯膦化氧系之聚合起始劑併用 的聚合起始劑爲α -起基乙酿苯、苯甲基縮酮' 心胺基乙酿 苯等,具體上可使用例如2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯等。 [實施例] 以下,依據實施例1〜5及比較例1〜4進一步更詳細説明本 發明之光纖帶芯線的製造方法《將光纖帶芯線之製造條件 及特性試驗結果歸纳於表1中。 [實施例1-4] 於外徑125 μιη之單模式的裸光纖玻璃,被覆2種之胺基甲 酸酯丙烯酸酯系紫外線硬化型樹脂2層。進一步,形成由紫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ---.-------裝-----•丨訂-------線 (請先閲讀背面之注意事先i氮本頁) __________B7 五、發明説明(〇 外線硬化型樹脂所構成的著色層,製造外徑25〇μιη之光纖 帶芯線1。從配置此光纖帶芯線1(4芯)之紡出用供給3紡出 ’藉塗布裝置6匯總塗布一層匯總被覆材2 5後,於紫外線照 射裝置8照明紫外線,使匯總被覆材2 5硬化而令光纖帶芯線 1形成一體’得到4芯光纖帶芯線9。此時之捲取張力爲15 〇g 〇 在此等實施例中,係使用胺基甲酸酯系紫外線硬化型樹 脂A作爲令4條光纖帶芯線1形成一體的匯總被覆材25,聚 合起始劑2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦化氧相對於a添 加3重量%。又,胺基甲酸酯丙晞酸酯系紫外線硬化型樹脂 Α及後述之Β〜D,係全部具有完全相異組成之互不相同的樹 脂。此等樹脂乃藉由改變寡聚物及多官能基單體的含量, 以改變各別的玻璃轉移點。匯總被覆材25之玻璃轉移點, 係從製造後之光纖帶芯線9以剃刀削去匯總被覆材2 5,而藉 枯彈性測定器求出。粘彈性係以周波數η Η z、昇溫速度3 C /分之條件進行測定,以顯示tan δ之最大値的溫度作爲 玻璃轉移點。 又,於光纖帶芯線9之製造時,藉由改變紫外線照射裝置 8與引導輥10之距離與製造線速,調整離開紫外線照射裝置 8後至接觸引導輥1 〇之時間、亦即’到達時間t。又,藉由 變更帶厚(2d)及引導輥1〇之直徑(2R),使d/[(R + d)xt]之 値在0,2以下。又,於表}中,光纖帶芯線9之厚以「帶厚2d 」表示’引導輥1〇之直徑以「輥直徑2r」表示。
A B 五、發明説明(9) 經濟部中央標準扃員工消費合作社印裝 測壓試驗 (dB/km) 0.210 1 ..... 0.211 0.217 0.220 0.223 0.284 0.305 0.261 0.268 平均損失 (dB/km) 0.201 0.209 0.205 0.212 0.202 0.254 0.268 0.196 0.255 1 給 耸μ m CO cn »—Η cn ΟΟ ro to τ—Η d/[(R+d)xt] 0.1053 · 0.1752 : 0.1907 0.1428 0.1430 0.2622 _ * 0.2062 0.1752 0.1752 . d/(R+d) 0.0025 0.0042 0.0034 0.0051 0.0034 0.0063 0.0021 丨 0.0042 0.0042 輥直徑 2R(mm) § 〇 tn § 帶厚 2ά(μιη) § § CO Ο m Ο m Ο cn § m o m § CO § CO 到達時間 t(ms) οο CO o 匯總被 覆材 < < < < < < u Q 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 比較例1 比較例2 m -餐 比較例4 ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事^-w^"·本頁)
*1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) A7 B7 五、發明説明(l〇) 所製造之光纖帶芯線9的特性試驗,乃測定製造4條光纖 帶芯線1後之輸送損失。其平均値以「平均損失」表示於表 1中。又,侧壓試驗係對胴徑280mm之捲軸以張力6〇〇8捲 取lkm後,立即藉由從散亂光強度測定光損失量之光脈沖 試驗器(Ο TD R) ’測定波長1 5 5 μιη之輸送損失,求取4條 光纖帶芯線1的平均値。 於實施例1〜4中’如表1所示般,平均損失及侧壓試驗均 可得到良好的特性。 [實施例5 ] 以同於實施例1〜4之光纖帶芯線及製造裝置,製造光纖帶 芯線。但,使4條光纖帶芯線1形成一體之匯總被覆材25, 係使用丙婦酸胺基甲酸酯酯系紫外線硬化型樹脂Β,聚合起 始劑雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)_2,4,4-三甲基戊基膦化氧 相對於Β乃添加1 · 5重量%。離開紫外線照射裝置後至接觸 引導輥1 0之時間’乃與實施例1、2相同,引導輥1 0之直徑 係與實施例2、3相同。又,Β之玻璃轉移點爲8 5 °C。 此光纖帶芯線9在製造後之輸送損失(平均損耗)達0.202 46/1〇11,即使於侧壓試驗中亦顯示達〇.22 3(13/14111。 [比較例1 ] 藉由與實施例1~5同樣的光纖帶芯線及製造裝置,製造光 纖帶芯線9。使用前述之A作爲匯總被覆材25,並使用直徑 60mm之引導輥10,離開紫外線照射裝置8後至接觸引導輥 10之時間爲24ms,以製造3 80μπι厚之光纖帶芯線9。製造 後之輸送損失顯示0 · 2 5 4 d B / k m與損失增加。又,側壓試驗 本紙張尺度適用中國國家標準(cns ) A4規格(210X297公釐) ----------& — (請先閲讀背面之注意事^-¾¾.本頁)
、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明(11) 爲0_284dB/km,可確認輸送特性劣化。 [比較例2] 藉由與實施例1〜5相同的光纖帶芯線及製造裝置,製造光 纖帶芯線9。使用前述之a作爲匯總被覆材25,使用直徑15〇 mm之引導輥10,離開紫外線照射裝置8後至接觸引導輥⑺ 之時間爲1 〇ms ’製造3 1 〇 厚之光纖帶芯線9。製造後之 輸送損失顯示〇.268dB/km與損失增加《又,側壓試驗爲 〇.3 05dB/km,可確認輸送特性之劣化。 [比較例3 ] 藉由同於實施例1〜5同樣的光纖帶芯線及製造裝置,製造 光纖帶芯線9。使用胺基甲酸酯丙晞酸酯系紫外線硬化型樹 脂C作爲匯總被覆材2 5,聚合起始劑2,4,6 -三甲基苯甲醯基 二苯基膦化氧相對於C添加3重量%。此匯總被覆材2 5之玻 璃轉移點爲6 5 C。使用直徑9 〇 m m之引導輕1 0,離開紫外 線照射裝置8後至接觸引導輥1〇之時間爲24nis,製造光纖 帶芯線。製造後之輸送損失達〇· 196dB/km,但側壓試驗爲 〇.261dB/km,可確認輸送特性之劣化。 [比較例4] 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 藉由同於實施例1〜5之光纖帶芯線及製造裝置,製造光纖 帶芯線9。使用丙烯酸胺基甲酸酯酯系紫外線硬化型樹脂〇 作爲匯總被覆材25,聚合起始劑雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基 )-2,4,4-三甲基戊基膦化氧相對於D添加1.5重量%。此匯 總被覆材之玻璃轉移溫度爲160°C »使用直徑90mm之引導 輥1 〇,離開紫外線照射裝置8後至接觸引導輥1 〇之時間爲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 SB9155 A7 B7 五、發明説明(l2) 24ms,製造光纖帶芯線。製造後之輸送損失爲〇.255dB/km ’側壓試驗爲0.268dB/km,可確認輸送特性劣化。 (發明之效果) 如以上説明般’依本發明,定量地把握光纖帶芯線通過 紫外線照射裝置後至接觸引導輥之時間與歪斜的關係,使 其上限値明確,故以匯總被覆材硬化反應充分進行之狀態 接觸引導輥’光纖帶芯線不發生彎曲,且,對光纖帶芯線 表面不會造成損傷。又,並可發揮防止光纖帶芯線輸送損 失之增加。 進而,紫外線硬化型樹脂之玻璃轉移溫度爲預定的範園 ,且應力緩和迅速,光纖帶芯線所造成彎曲引起的應力會 於短時間緩和下來,並可防止輸送特性之降低,且,實用 時,可發揮製造具有侧壓特性之光纖帶芯線。 又’使用預定量之醯膦化氧系聚合起始劑作爲匯總被覆 材的光聚合起始劑,故,硬化反應會迅速終止,利於使生 產性提昇。 [圖面之簡單説明] 圖1係表示適用本發明實施形態之光纖帶芯線的製造方 法之光纖帶芯線製造裝置,其概略構成圖。 圖2係表示光纖帶芯線之縱斷面圖,(&)爲4芯光纖帶芯線 的縱斷面圖’(b)爲8芯光纖帶芯線之縱斷面圖。 圖3係概略地表示光纖帶芯線及引導輥之模型圖。 (符號之説明) 1...光纖帶芯線、2,1 4...捲軸、3…紡出用供給、4 ______- 15 - 太紙張尺度適用中國國家標华(CNS、 ----------^-----ίΐτ^------^ (請先閲讀背面之注意事哜一^^本頁} 399155 A7 B7 五、發明説明(13) 浮動輥、5, 10...引導輥、6...塗布裝置、7...樹脂槽、7a... 配管、8...紫外線照射裝置、9...光纖帶芯線、1 1...绞盤、 1 2 ...捲取張力控制浮動、1 3 ...搂取裝置、2 1 ...石英系玻 璃、22...内層保護被覆、23...外層保護被覆、24...著色 層、25...匯總被覆材、26...内層匯總被覆材、27...外層 匯總被覆材。 ----------裝-----Γ1Τ-=------诔 (請先閲讀背面之注意事I再'^寫'本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)