JPH0323887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強化光フアイバの改良に関するもので
ある。

通常、光フアイバの外周にはプラスチツク製の
１次被覆が設けられ、さらにこの被覆の外周にプ
ラスチツク、ゴム製などの２次被覆、３次被覆な
どが設けられるが、これでも光フアイバに対する
防護効果が乏しく、しかも温度変化等に対して伝
送損失増が生じるため、線膨張係数の小さいガラ
ス繊維とこれに含浸硬化させた樹脂とによる補強
層を光フアイバの２次被覆として設けることが提
案されてきたが、従来のこうした補強層でも、つ
ぎのような問題点が改善すべき課題として指摘さ
れていた。

つまり従来では、１次被覆された光フアイバの
外周に多数本のガラス繊維を縦添えすると共にこ
れらガラス繊維間に熱硬化性の樹脂を含浸かつ硬
化させて補強層を形成していたが、この場合の補
強層は、硬質のガラス繊維が光フアイバの長手方
向にならんでいるだけであるため、引張荷重に対
する強度や耐摩擦性などの機械的性質が改善でき
たにとどまり、圧縮荷重、曲げ荷重などに対する
機械的強度は不充分であつた。

この結果、補強層の表面に生じている微小な傷
が上記の圧縮荷重や曲げ荷重により成長してクラ
ツクが発生したり、破壊が生じるなどの問題点が
起こりがちであつた。

本発明は上記の問題点に対処すべくなされたも
ので以下その構成を図示の各実施例により説明す
る。

第１図に示された本発明の第１実施例におい
て、強化光フアイバ１は緩衝性のある１次被覆が
施された光フアイバ２と、該光フアイバ２の外周
に形成された補強層３とよりなる。

上記の補強層３は、光フアイバ２の外周に縦添
えされた多数の長繊維４，４，４……と、これら
各長繊維４，４，４……間に含浸硬化された樹脂
５と、さらに各長繊維４，４，４……と絡合する
よう、上記樹脂５と共に当該補強層３の内部に配
在された短繊維状の微小強化素子６，６，６……
とよりなる。

上記における各長繊維４，４，４……として
は、繊維径20μｍ以下のガラスフイラメントが主
に用いられ、これら各長繊維４，４，４……は、
ロービング状態（フイラメント本数＝数十〜数百
本）として光フアイバ１の外周に縦添えするのが
よい。

一方、短繊維状微小強化素子６，６，６……も
ガラス製であるのがよく、この場合の繊維長は５
mm長以下などとするが、その繊維径については前
記長繊維４，４，４……と同程度であつても、ま
た、異なつていてもよい。

他方、樹脂５としては不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂などを採用する。

つぎに本発明の第２実施例を第２図により説明
すると、この第２実施例における強化光フアイバ
１では、前記と同じ光フアイバ２の外周にロービ
ング状態の長繊維４，４，４……が縦添えされる
と共にこれら長繊維４，４，４……間に樹脂５が
含浸硬化され、さらに同状態にある長繊維４，
４，４……の外周に短繊維状微小強化素子６，
６，６……が樹脂５′と共に配在されたもので、
これにより光フアイバ２の外周に補強層３が形成
されている。

前記第１実施例とこの第２実施例とは、短繊維
状微小強化素子６，６，６……が補強層３の内部
にあるか、あるいは外周にあるかといつた点で相
違しており、樹脂５，５′は同材質または同系の
熱硬化性樹脂が採用されている。

こうして構成された強化光フアイバ１の外周に
は、既知のナイロン被覆やポリエチレン被覆が直
接あるいは間接的に設けられてもよいが、上記補
強層３の外周に第３図のごとき補強外層７が設け
られるとより好ましい。

この補強外層７は、第１図、第２図のごとく構
成された補強層３の外周に、ガラステープ、ガラ
スロービング、高ヤング率の炭素繊維、アラミツ
ド繊維（例、米国デユポン社製商品名Kevlar）
など、所望の補強材８が螺旋巻き、あるいは縦添
えされ、この補強材８に熱硬化性の樹脂９が含浸
硬化、付着硬化されて構成される。

こうして構成された補強外層７の外周には、必
要に応じ、押え用のガラス糸が巻きつけられた
り、上記のごとく合成樹脂被覆が設けられたりす
る。

なお、ここで用いられる熱硬化性の樹脂９は、
前記樹脂５，５′と同材質であつても、また、異
なる材質であつてもよい。

つぎに上記各実施例で示した強化光フアイバ１
の製造例を第４図以下の図示により説明する。

まず、第１図で示した強化光フアイバ１の製造
例を第５図により説明すると、この製造例では、
光フアイバ２のサプライボビンＡと、ロービング
状態にある長繊維４，４，４……のサプライボビ
ンＢ，Ｂ，Ｂ……とから、それぞれ光フアイバ
２、長繊維４，４，４……を巻きもどし供給し、
これらを目板Ｃに通した後、ガイドローラ等で案
内しながら光フアイバ２および長繊維４，４，４
……を樹脂槽Ｄへ浸漬する。

この樹脂槽Ｄ内には、液状（未硬化）の樹脂５
が微小強化素子６，６，６……と共に収容されて
おり、したがつて当該樹脂槽Ｄ内へ浸漬された光
フアイバ２および長繊維４，４，４……には短繊
維状微小強化素子６，６，６……が樹脂５と共に
付着し、しかもこのとき、ロービング状態にある
長繊維４，４，４……が樹脂浴中で一部解繊状態
となるので、、短繊維状微小強化素子６，６，６
……は長繊維４，４，４……と結合し、しかも樹
脂５もその解繊状態の内部にまでいきわたること
になる。

上記樹脂槽Ｄを通過した光フアイバ２および長
繊維４，４，４……は、樹脂５および短繊維状微
小強化素子６，６，６……を担持しながら、しか
も光フアイバ２が中心、各長繊維４，４，４……
がその周りをとりまく状態を呈して成形用のダイ
スＥを通過し、該ダイス通過後、加熱型の硬化炉
Ｆ内へ進入して上記樹脂５が熱硬化されることに
なる。

そして熱硬化までの工程を経て製造された強化
光フアイバ１は巻取機Ｇへと巻きとられる。

つぎに第２図で示した強化光フアイバ１の製造
例を第５図により説明すると、この製造例では、
２つの樹脂槽D₁，D₂を用いる点が第４図の場合
と相違している。

つまり第５図の製造例では、樹脂５のみが収容
されている樹脂槽D₁内へ光フアイバ２および長
繊維４，４，４……が一たん浸漬された後、今度
は樹脂５′と短繊維状微小強化素子６，６，６…
…とが収容されている樹脂槽D₂へこれら光フア
イバ２および長繊維４，４，４……が浸漬され、
以下はダイスＥによる成形工程、硬化炉Ｆによる
樹脂硬化工程を経て第２図の強化光フアイバ１が
製造される。

なお、この第５図の製造例において、両樹脂槽
D₁，D₂の間にもダイスと硬化炉とを配置してお
き、そして光フアイバ２および長繊維４，４，４
……が各槽D₁，D₂を通過するごと、成形と樹脂
硬化とを行なうようにしてもよく、この際、樹脂
槽D₁を通過した段階での樹脂５は半硬化の状態
としておいてもよい。

さらに、上記における目板Ｃは通常のガイドロ
ーラに変更してよく、こうした場合にはダイスＥ
の手前に目板が配置されるようになるが、両樹脂
槽D₁，D₂の後位にそれぞれダイス、硬化炉が配
置される場合、前段にあるダイスの手前だけに目
板が配置される。

つぎに、第３図のような補強外槽７までを形成
する製造例につき説明すると、第６図においてサ
プライボビンＡ、サプライボビンＢ，Ｂ，Ｂ……
からそれぞれ巻きもどした光フアイバ２および長
繊維４，４，４……を目板Ｃの方向へと進行させ
るが、各長繊維４，４，４……だけは一たん樹脂
槽Ｄ内へ浸漬し、第４図で述べたと同様の状態に
する。

そして光フアイバ２と、樹脂５および短繊維状
微小強化素子６，６，６……を担持した各長繊維
４，４，４……を目板Ｃ、ダイスE₁に通した後、
これらの外周には巻付装置Ｈにより補強材８を巻
きつけつつ樹脂滴下装置Ｉからの樹脂９を含浸さ
せ、その後、同状態のものをダイスE₂に通し、
さらに硬化炉Ｆへと導入して両樹脂５，９を硬化
させる。

こうすることにより補強外層７をもつ強化光フ
アイバ１が製造され、当該強化光フアイバ１は巻
取機Ｇへと巻きとられる。

なお、第６図の製造例では、ガラステープ、ガ
ラスロービングからなる補強材８を所定の外周へ
巻きつけるのに適しているが、例えばガラステー
プからなる該補強材８を筒状にフオーミングする
場合には第７図のようになる。

第７図では、供給装置Ｊから巻きもどされた補
強材８を、樹脂９の入つた樹脂槽D₃へ一たん浸
漬した後、樹脂５および短繊維状微小強化素子
６，６，６……をもつ長繊維４，４，４……の外
周に上記状態の補強材８を縦添すると共にこれを
フオーミング装置Ｋにより筒状とし、以下ダイス
E₂による成形工程、硬化炉Ｆによる樹脂硬化工
程をとる。

この際のフオーミング加工時、筒状とした補強
材８の両側縁は重ね合わせ状態としたり、突き合
わせ状態とするが、突き合わせ状態とした場合に
は、該補強材８を主体とした補強外層７の外周に
ガラス糸などの押え巻きを施すのがよい。

実施例 １ １次被覆後の外径が0.4mmφである光フアイバ
２の外周に、Ｅガラスフイラメントからなる長繊
維４，４，４……を18本のロービング状態
（310tex）として縦添えし、これら長繊維４，４，
４……中に不飽和ポリエステルからなる樹脂５、
Ｅガラスフイラメント（繊維長３mm、繊維径13μ
ｍφ）からなる短繊維状微小強化素子６，６，６
……とを含浸ならびに配在させて第１図の強化光
フアイバ１を２mmφの外径で得た。

この強化光フアイバ１は長繊維４，４，４……
を主体にした引張強度だけでなく、短繊維状微小
強化素子６，６，６……が補強層３中にランダム
な方向に配在される状態となつたため、曲げ荷重
や圧縮荷重に対する強度も確保でき、必要とする
強度を総合適に満足させることができた。

もちろん、樹脂５と長繊維４，４，４……との
間にクラツク原因となる界離も認められなかつ
た。

実施例 ２ 長繊維４，４，４……６本のロービング状態
（160tex）とした以外は実施例１と同じにして第
１図の強化光フアイバ１をつくつたところ、先の
実施例と同じく満足できる諸強度が確保できた。

実施例 ３ 実施例１と同じ光フアイバ２の外周に、Ｅガラ
スフイラメントからなる長繊維４，４，４……を
６本のロービング状態（160tex）として縦添え
し、これら長繊維４，４，４……に不飽和ポリエ
ステルからなる樹脂５を含浸させると共にその外
周にはＥガラスフイラメント（繊維長３mm、繊維
径13μｍφ）からなる短繊維状微小強化素子６，
６，６……を不飽和ポリエステルとした樹脂５′
と共に積層し、第２図の強化光フアイバ１を２mm
φの外径で得た。

この場合、両樹脂５，５′は同時に全硬化させ
た。

強度上の諸効果については実施例１と同程度に
満足できるものであつた。

実施例 ４ 樹脂５を一たん半硬化の状態とし、その後両樹
脂５，５′を完全硬化させた以外は実施例３と同
じにして第２図の強化光フアイバ１をつくつた。

強度上の効果は実施例３と略同じであつた。

実施例 ５ 実施例１で得られた強化光フアイバ１において
その補強層３の外周に補強外層７を形成すべく、
ロービングガラス（160tex、直径13mmφ）からな
る補強材８を螺旋密巻きし、これに不飽和ポリエ
ステルからなる樹脂９を含浸硬化させて第３図の
ごとき補強外層７付の強化光フアイバ１を得た。

なお、補強層３の樹脂５と補強外層７の樹脂９
とは同時に硬化させた。

これにより得られた補強外層７付の強化光フア
イバ１は前記各実施例に比べて諸強度が格段に向
上した。

実施例 ６ 実施例２で得られた強化光フアイバ１において
その補強層３の外周に補強外層７を形成すべく、
樹脂９が含浸されたガラステープ（幅10mm）より
なる補強材８を縦添すると共にこれを筒状に巻き
こみ、さらにその外周に直径13mmφのロービング
ガラス（Ｅガラス）を巻きつけて補強外層７付の
強化光フアイバ１を得た。

なお、補強層３の樹脂５と補強外層７の樹脂９
とは同時に硬化させた。

これにより得られた補強外層７付の強化光フア
イバ１は実施例５と同様、諸強度が格段に向上し
た。

叙上の通り、本発明の強化光フアイバは、引張
強度や耐摩擦性などの強械的性質だけでなく、曲
げ荷重や圧縮荷重等に対する機械的強度までが確
保でき、したがつて光フアイバの伝送特性を低下
させることなく、これを充分に防護することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明強化光フアイバの
各種実施例を示した断面説明図、第４図ないし第
７図は上記各強化光フアイバの製造例を示した略
示説明図である。 １……強化光フアイバ、２……光フアイバ、３
……補強層、４……長繊維、５，５′……樹脂、
６……短繊維状微小強化素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光フアイバーの外周には、その長手方向に沿
   わされた複数の長繊維と、該各長繊維と絡合する
   よう配在された複数の短繊維状微小強化素子と、
   該各繊維間に含浸硬化された樹脂とによる補強層
   が設けられたことを特徴とする強化光フアイバ
   ー。 ２ 複数の短繊維状微小強化素子は補強層の内部
   にある特許請求の範囲第１項記載の強化光フアイ
   バー。 ３ 複数の短繊維状微小強化素子は補強層の外周
   にある特許請求の範囲第１項記載の強化光フアイ
   バー。