JPH0723239B2 - 紫外線硬化樹脂被覆光フアイバの高速被覆方法 - Google Patents
紫外線硬化樹脂被覆光フアイバの高速被覆方法Info
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- JPH0723239B2 JPH0723239B2 JP61045641A JP4564186A JPH0723239B2 JP H0723239 B2 JPH0723239 B2 JP H0723239B2 JP 61045641 A JP61045641 A JP 61045641A JP 4564186 A JP4564186 A JP 4564186A JP H0723239 B2 JPH0723239 B2 JP H0723239B2
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- resin
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- optical fiber
- curable resin
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ファイバの被覆方法に関するものであり、
更に詳述すれば、紫外線硬化樹脂で光ファイバを高速被
覆する方法に関するものである。
更に詳述すれば、紫外線硬化樹脂で光ファイバを高速被
覆する方法に関するものである。
従来の技術 紫外線（以下UVと略す）硬化樹脂を光ファイバに被覆す
る工程では、UV硬化樹脂はUV光を照射するだけで硬化す
るため、被覆が容易であることが知られている。このた
め、このようなUV硬化樹脂被覆ファイバは広く使用され
ている（例えば、国分他「UV硬化樹脂被覆光ファイバテ
ープの設計」昭和59年度電子通信学会通信部門全国大
会,476）。しかし、被覆時にUV硬化樹脂を高速で硬化さ
せてUV硬化樹脂被覆光ファイバを製造する方法の検討
は、ほとんど行われていなかった。このため、従来の技
術による光ファイバの被覆方法においては、被覆工程に
時間を要すること、製造コストが高いことなど重大な問
題点があった。
る工程では、UV硬化樹脂はUV光を照射するだけで硬化す
るため、被覆が容易であることが知られている。このた
め、このようなUV硬化樹脂被覆ファイバは広く使用され
ている（例えば、国分他「UV硬化樹脂被覆光ファイバテ
ープの設計」昭和59年度電子通信学会通信部門全国大
会,476）。しかし、被覆時にUV硬化樹脂を高速で硬化さ
せてUV硬化樹脂被覆光ファイバを製造する方法の検討
は、ほとんど行われていなかった。このため、従来の技
術による光ファイバの被覆方法においては、被覆工程に
時間を要すること、製造コストが高いことなど重大な問
題点があった。
一方、UV硬化反応は、一般の化学反応の１つとして理論
的に検討されてきた。この種の反応は、ラジカル反応と
呼ばれ、材料モノマー濃度〔Ｍ〕の時間ｔに対する変化
を表わす式として次式（例えば、鶴田他「高分子の構
成」化学同人,1966）が知られている。
的に検討されてきた。この種の反応は、ラジカル反応と
呼ばれ、材料モノマー濃度〔Ｍ〕の時間ｔに対する変化
を表わす式として次式（例えば、鶴田他「高分子の構
成」化学同人,1966）が知られている。
〔Ｉ〕＝〔I0〕exp（−kdｔ） （２） ここで、kd ：光開始剤の光吸収係数 kp ：成長反応の速度定数 kt ：停止反応の速度定数 f ：光開始効率 L ：紫外線強度 〔Ｉ〕 :光開始剤の濃度 〔I0〕：光開始剤の初期濃度 式（１）および（２）を、時間ｔ＝０で〔Ｍ〕＝〔M0〕
（M0モノマー初期濃度）として解くと次式を得る。
（M0モノマー初期濃度）として解くと次式を得る。
上式（３）により、UV硬化樹脂のモノマー濃度〔Ｍ〕の
時間変化、すなわち硬化により初期のモノマー濃度から
の濃度変化分を知ることができる。しかし、モノマー濃
度の値を求めるのに必要なパラメータkd、kp、kt及びｆは
材料に依存する量であり、被覆材料の変化に伴い変化す
る。通常、市販されている被覆の材料についての上記パ
ラメータ値は知られていない。
時間変化、すなわち硬化により初期のモノマー濃度から
の濃度変化分を知ることができる。しかし、モノマー濃
度の値を求めるのに必要なパラメータkd、kp、kt及びｆは
材料に依存する量であり、被覆材料の変化に伴い変化す
る。通常、市販されている被覆の材料についての上記パ
ラメータ値は知られていない。
さらに、式（３）は、モノマー濃度の変化しか示してい
ない。硬化により樹脂としての特性が生じるが、被覆光
ファイバに必要な特性と樹脂の硬化の程度との関係は、
式（３）では不明である。
ない。硬化により樹脂としての特性が生じるが、被覆光
ファイバに必要な特性と樹脂の硬化の程度との関係は、
式（３）では不明である。
また、光ファイバを被覆するとき、被覆層によって必要
な硬化条件は変化するが、式（３）では厚さの効果は表
現されていない。したがって、高速被覆に対する必要条
件は不明である。
な硬化条件は変化するが、式（３）では厚さの効果は表
現されていない。したがって、高速被覆に対する必要条
件は不明である。
上記のように、従来知られている一般的な反応式では、
UV硬化樹脂を高速で硬化させるのに必要な条件が明確で
なかった。したがって、高速被覆を行うことができず、
製造コストが高いという問題があった。
UV硬化樹脂を高速で硬化させるのに必要な条件が明確で
なかった。したがって、高速被覆を行うことができず、
製造コストが高いという問題があった。
発明が解決しようとする問題点 従来の紫外線硬化樹脂被覆光ファイバの被覆方法におい
ては、紫外線硬化樹脂を高速で硬化させるのに必要な条
件が明確でなかった。このため、被覆を高速で行うこと
ができず、製造コストが高いという問題があった。
ては、紫外線硬化樹脂を高速で硬化させるのに必要な条
件が明確でなかった。このため、被覆を高速で行うこと
ができず、製造コストが高いという問題があった。
そこで、本発明は、紫外線硬化樹脂を高速で硬化させる
のに必要な条件を明確にして、被覆ファイバを高速で製
造する方法を提供せんとするものである。
のに必要な条件を明確にして、被覆ファイバを高速で製
造する方法を提供せんとするものである。
問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、紫外線を吸収して硬化
する紫外線硬化樹脂を光ファイバに被覆する方法におい
て、 被覆厚ｈの紫外線硬化樹脂の光吸収係数αと該樹脂のヤ
ング率を測定して求まる２つの定数kd及びＣを用いて、
式 を満足する紫外線光強度L0及び紫外線光照射時間ｔを求
め、該紫外線光強度L0および紫外線光照射時間ｔで被覆
することを特徴とする紫外線硬化樹脂被覆光ファイバの
高速被覆方法が提供される。
する紫外線硬化樹脂を光ファイバに被覆する方法におい
て、 被覆厚ｈの紫外線硬化樹脂の光吸収係数αと該樹脂のヤ
ング率を測定して求まる２つの定数kd及びＣを用いて、
式 を満足する紫外線光強度L0及び紫外線光照射時間ｔを求
め、該紫外線光強度L0および紫外線光照射時間ｔで被覆
することを特徴とする紫外線硬化樹脂被覆光ファイバの
高速被覆方法が提供される。
作用 UV硬化樹脂による光ファイバ被覆モデルを示す第１図に
おいて、厚さｈのUV硬化樹脂１は、ｚ軸方向に速度ｖで
動いている。UV硬化樹脂１には、下方からのUV光L0が長
さｌの範囲にわたり照射される。このとき、UV硬化樹脂
の光吸収係数をαとすれば、樹脂内光強度Ｌは、 Ｌ＝L0 e−αｘ （４） となる。ここで、樹脂表面の反射は無視した。式（３）
及び式（４）から硬化後生成物の飽和率Ｓは、 となる。厚さｈのUV硬化樹脂の特性は、断面内で硬化度
が異なるため一定値で表わせないが、飽和率の平均値を
求めることが適当と考えられる。このＳの平均値Ｓは次
式で表わせる。
おいて、厚さｈのUV硬化樹脂１は、ｚ軸方向に速度ｖで
動いている。UV硬化樹脂１には、下方からのUV光L0が長
さｌの範囲にわたり照射される。このとき、UV硬化樹脂
の光吸収係数をαとすれば、樹脂内光強度Ｌは、 Ｌ＝L0 e−αｘ （４） となる。ここで、樹脂表面の反射は無視した。式（３）
及び式（４）から硬化後生成物の飽和率Ｓは、 となる。厚さｈのUV硬化樹脂の特性は、断面内で硬化度
が異なるため一定値で表わせないが、飽和率の平均値を
求めることが適当と考えられる。このＳの平均値Ｓは次
式で表わせる。
しかし、この積分は、解析的に求められないが、 ｅ−αx/2≒１−αx/2（αx/2≪１）と近似すれば、次
式が得られる。
式が得られる。
次に、硬化後の樹脂の特性として評価すべき項目を考え
る。式（６）は硬化後生成物の割合を示すもので、これ
に対応する評価法としては、従来のゲル分率が知られて
いる。これは、生成物から未硬化部分を溶剤により一定
時間抽出し、残った硬化剤の割合を求めた値である。
る。式（６）は硬化後生成物の割合を示すもので、これ
に対応する評価法としては、従来のゲル分率が知られて
いる。これは、生成物から未硬化部分を溶剤により一定
時間抽出し、残った硬化剤の割合を求めた値である。
一方、光ファイバの被覆剤として用いる場合、その機械
的および耐マイクロベンド特性は、被覆材のヤング率に
大きく依存することが知られている（例えば、国分他
「UV硬化樹脂被覆光ファイバテープの設計」昭和59年度
電子通信学会通信部門の全国大会,476）。そこで、硬化
樹脂の特性としてヤング率を採用することも考えられ
る。ゲル分率とヤング率のいずれを採用することが適切
かを検討するため、照射する光強度L0を変化させ、両特
性の値を測定した。
的および耐マイクロベンド特性は、被覆材のヤング率に
大きく依存することが知られている（例えば、国分他
「UV硬化樹脂被覆光ファイバテープの設計」昭和59年度
電子通信学会通信部門の全国大会,476）。そこで、硬化
樹脂の特性としてヤング率を採用することも考えられ
る。ゲル分率とヤング率のいずれを採用することが適切
かを検討するため、照射する光強度L0を変化させ、両特
性の値を測定した。
第２図は、照射したUV光強度L0と硬化した樹脂の上記両
特性の測定結果を示す。樹脂の厚さは0.25mmである。ヤ
ング率Ｅは、十分大きなL0を照射したときの値をＥ∞と
し、これとの比E/E∞で無次元化して示した。第２図か
ら明らかなように、両特性ともL0を大きくするに従い単
調に飽和に向う傾向が認められるが、ゲル分率はヤング
率に比して早く飽和する傾向がある。特にL0が小さい範
囲では、ヤング率のほうが硬化の程度を良く表わしてい
る。この理由は明確ではないが、樹脂は溶剤で抽出され
なくてもL0が小さい範囲では完全に硬化していないの
で、ヤング率は小さな値として測定され得ると考えられ
る。
特性の測定結果を示す。樹脂の厚さは0.25mmである。ヤ
ング率Ｅは、十分大きなL0を照射したときの値をＥ∞と
し、これとの比E/E∞で無次元化して示した。第２図か
ら明らかなように、両特性ともL0を大きくするに従い単
調に飽和に向う傾向が認められるが、ゲル分率はヤング
率に比して早く飽和する傾向がある。特にL0が小さい範
囲では、ヤング率のほうが硬化の程度を良く表わしてい
る。この理由は明確ではないが、樹脂は溶剤で抽出され
なくてもL0が小さい範囲では完全に硬化していないの
で、ヤング率は小さな値として測定され得ると考えられ
る。
以上の結果より、硬化の程度を表わす値として、光ファ
イバの特性に密接に関連し、かつ硬化の程度を良く表現
できるヤング率を採用するのが適切であると判断でき
る。
イバの特性に密接に関連し、かつ硬化の程度を良く表現
できるヤング率を採用するのが適切であると判断でき
る。
次に、硬化を表わす値としてヤング率を採用したとき
の、式（６）の妥当性を検討する。
の、式（６）の妥当性を検討する。
第１表に示す５種類の樹脂を用い、硬化条件を変化させ
るヤング率を測定した。樹脂A1〜A3は１次被覆用の軟質
材であり、B1及びB2は２次被覆用硬質材である。試料寸
法は60mm×10mmの長方形で、ヤング率の測定は、標点間
隔25mm、引張り速度1mm/分の条件で、2.5％伸びに対す
る値を求めた。まずUV樹脂をガラス面上に塗布し、UV光
L0のもとを一定速度ｖで通過させて硬化させた。速度ｖ
を変化させ、更に照射時間ｔを変化させて測定し、樹脂
A1〜A3について結果を第３図に、B1及びB2についての結
果を第４図にそれぞれ示す。
るヤング率を測定した。樹脂A1〜A3は１次被覆用の軟質
材であり、B1及びB2は２次被覆用硬質材である。試料寸
法は60mm×10mmの長方形で、ヤング率の測定は、標点間
隔25mm、引張り速度1mm/分の条件で、2.5％伸びに対す
る値を求めた。まずUV樹脂をガラス面上に塗布し、UV光
L0のもとを一定速度ｖで通過させて硬化させた。速度ｖ
を変化させ、更に照射時間ｔを変化させて測定し、樹脂
A1〜A3について結果を第３図に、B1及びB2についての結
果を第４図にそれぞれ示す。
各測定点は、５個の測定値の平均値であり、横軸は秒
（ｓ）単位で示した。また、両図には、式（６）を用い
て、E/E∞＝と仮定し、測定結果と最もよく一致する
ようにパラメータkd及びＣを定め、計算した結果を合せ
て示した。求めたパラメータkd及びＣの値を第１表に示
す。
（ｓ）単位で示した。また、両図には、式（６）を用い
て、E/E∞＝と仮定し、測定結果と最もよく一致する
ようにパラメータkd及びＣを定め、計算した結果を合せ
て示した。求めたパラメータkd及びＣの値を第１表に示
す。
第３図、第４図から明らかなように、パラメータkd及び
Ｃを適切に定めれば、式（６）は測定値とよく一致する
ことがわかる。逆に言えば、この測定を行えば、樹脂の
硬化速度を規定するパラメータkd及びＣを求めることが
できる。kd及びＣを式（６）から定めるには、原理的に
は異なる２点の値があればよいが、２つの値が近いとき
は、数式上、根が誤差を含みやすい。従って、できるだ
け多くの測定点をもって上記パラメータの値を求めるの
が望ましい。
Ｃを適切に定めれば、式（６）は測定値とよく一致する
ことがわかる。逆に言えば、この測定を行えば、樹脂の
硬化速度を規定するパラメータkd及びＣを求めることが
できる。kd及びＣを式（６）から定めるには、原理的に
は異なる２点の値があればよいが、２つの値が近いとき
は、数式上、根が誤差を含みやすい。従って、できるだ
け多くの測定点をもって上記パラメータの値を求めるの
が望ましい。
次に、樹脂の厚さのヤング率に対する依存性について検
討する。樹脂A1及びB1について、樹脂の厚さｈを変えて
ヤング率を測定した結果を第５図に示す。また、既に求
めたkd及びＣの値を用い、式（６）から厚さ依存性を計
算した結果を第５図に合せて示す。この結果から、得ら
れたkd及びＣを用いれば、式（６）は、厚さｈを変化さ
せた場合も実験値をよく表現することがわかる。
討する。樹脂A1及びB1について、樹脂の厚さｈを変えて
ヤング率を測定した結果を第５図に示す。また、既に求
めたkd及びＣの値を用い、式（６）から厚さ依存性を計
算した結果を第５図に合せて示す。この結果から、得ら
れたkd及びＣを用いれば、式（６）は、厚さｈを変化さ
せた場合も実験値をよく表現することがわかる。
同様に、UV光強度L0を変化させて硬化させた試料のヤン
グ率を測定した。測定結果を第６図及び第７図に示す。
樹脂の厚さｈ及び照射時間ｔは各試料について、それぞ
れA1;0.25mm,0.3秒、A2;0.25mm,1.5秒,A3;0.2mm,2.3
秒、B1;0.25mm,3秒、B2;0.25mm,3秒である。同図には、
既に求めたkdとＣの値を用い式（６）からL0依存性を計
算した結果を合せて示す。この結果から、得られたkdと
Ｃを用いれば、式（６）は、UV光強度L0を変化させた場
合も実験値をよく表現することがわかる。
グ率を測定した。測定結果を第６図及び第７図に示す。
樹脂の厚さｈ及び照射時間ｔは各試料について、それぞ
れA1;0.25mm,0.3秒、A2;0.25mm,1.5秒,A3;0.2mm,2.3
秒、B1;0.25mm,3秒、B2;0.25mm,3秒である。同図には、
既に求めたkdとＣの値を用い式（６）からL0依存性を計
算した結果を合せて示す。この結果から、得られたkdと
Ｃを用いれば、式（６）は、UV光強度L0を変化させた場
合も実験値をよく表現することがわかる。
以上のように、UV硬化樹脂の硬化率を表わす式（６）を
導出し、その硬化率を表わす特性としてヤング率を採用
すれば、これが計算式とよく一致することがわかった。
したがって、この式を用いて、硬化条件を定めることが
できる。式（６）をさらに変形すれば、 となる。
導出し、その硬化率を表わす特性としてヤング率を採用
すれば、これが計算式とよく一致することがわかった。
したがって、この式を用いて、硬化条件を定めることが
できる。式（６）をさらに変形すれば、 となる。
ここで、ηは不飽和率を表わし、η＝１−E/E∞、（E/E
∞＝）である。
∞＝）である。
不飽和率ηの値の適正値については、これを十分検討す
る必要がある。ηを極端に小さくすれば、硬化に必要な
時間が長くなり、高速化が達成できない。一方、ηが大
きいと未硬化部分が残ったまま使用するため、経時変化
などの信頼性に問題が生じる恐れがある。
る必要がある。ηを極端に小さくすれば、硬化に必要な
時間が長くなり、高速化が達成できない。一方、ηが大
きいと未硬化部分が残ったまま使用するため、経時変化
などの信頼性に問題が生じる恐れがある。
したがって、ηの適正値について十分な裏づけをするに
は多くの試験を必要とし、時間がかかるものと考えられ
る。現在、既に得た結果の中から妥当な値η＝0.1とし
て製造した被覆光ファイバのヒートサイクル試験を実施
中であるが、特に問題は現われていない。
は多くの試験を必要とし、時間がかかるものと考えられ
る。現在、既に得た結果の中から妥当な値η＝0.1とし
て製造した被覆光ファイバのヒートサイクル試験を実施
中であるが、特に問題は現われていない。
上記説明で、光吸収係数αについては、光の波長を特に
指定しなかった。樹脂の硬化に有効な光の波長λは0.3
〜0.4μｍ程度であり、光吸収係数αとして、この波長
範囲に対する値を使用している。
指定しなかった。樹脂の硬化に有効な光の波長λは0.3
〜0.4μｍ程度であり、光吸収係数αとして、この波長
範囲に対する値を使用している。
以上、詳述したように、η＝0.1として式（７）を満た
すよう樹脂の定数と硬化条件を定めれば、被覆材料とし
て必要なヤング率が９割以上飽和した状態で硬化させる
ことができる。従来技術ではこのような条件は全く不明
であった。
すよう樹脂の定数と硬化条件を定めれば、被覆材料とし
て必要なヤング率が９割以上飽和した状態で硬化させる
ことができる。従来技術ではこのような条件は全く不明
であった。
実施例 以下、本発明による紫外線硬化樹脂被覆光ファイバの高
速被覆方法の実施例を説明する。
速被覆方法の実施例を説明する。
実施例１ 樹脂A1及びA2について第１表に示す測定値に基づき、式
（７）を満たすUV光強度L0及び照射時間ｔの領域を計算
した結果を、第８図にハッチングして示す。硬化させる
条件としてこの領域内の任意のL0とｔの組合せを採用す
ばよいが、高速で硬化させるには、すなわち照射時間ｔ
を短くするには、L0を大きくする必要があることがわか
る。
（７）を満たすUV光強度L0及び照射時間ｔの領域を計算
した結果を、第８図にハッチングして示す。硬化させる
条件としてこの領域内の任意のL0とｔの組合せを採用す
ばよいが、高速で硬化させるには、すなわち照射時間ｔ
を短くするには、L0を大きくする必要があることがわか
る。
L0は樹脂表面での値であり、市販されているUV光ランプ
では、50mW/mm2程度である。さらに大出力のランプを使
用することも考えられるが、強いUV光ランプは赤外線も
多量に出すため被覆時に樹脂の温度が上昇し、樹脂の変
質の恐れがある。これを避けるため、第８図に示すよう
にL0＜50mW/mm2の条件を定めれば、この中で最小のｔは
A1についてｔ＝0.105秒、A2についてｔ＝0.31秒とな
る。市販の照射長ｌが250mmのUV光ランプを用いれば、
被覆線速ｖ（＝l/t）として樹脂A1ではｖ＝143m/分、A2
ではｖ＝48m/分で硬化させることが可能である。
では、50mW/mm2程度である。さらに大出力のランプを使
用することも考えられるが、強いUV光ランプは赤外線も
多量に出すため被覆時に樹脂の温度が上昇し、樹脂の変
質の恐れがある。これを避けるため、第８図に示すよう
にL0＜50mW/mm2の条件を定めれば、この中で最小のｔは
A1についてｔ＝0.105秒、A2についてｔ＝0.31秒とな
る。市販の照射長ｌが250mmのUV光ランプを用いれば、
被覆線速ｖ（＝l/t）として樹脂A1ではｖ＝143m/分、A2
ではｖ＝48m/分で硬化させることが可能である。
両樹脂についてこれらの条件で被覆実験を行ったとこ
ろ、適切に被覆されたファイバが得られた。
ろ、適切に被覆されたファイバが得られた。
このように、樹脂の特性に応じてUV光強度と照射時間ｔ
を定めることができる。そして可能な範囲でL0を大き
く、ｔを小さく設定できるため、高速被覆が可能であ
る。そのため、硬化率が明確な被覆光ファイバを高速
で、すなわち加工費を小さく経済的に製造できる。
を定めることができる。そして可能な範囲でL0を大き
く、ｔを小さく設定できるため、高速被覆が可能であ
る。そのため、硬化率が明確な被覆光ファイバを高速
で、すなわち加工費を小さく経済的に製造できる。
実施例２ 実施例１と同じ樹脂A1とA2について、より高速被覆を実
施した。同じUV光ランプを２台並べて設置し、等価的な
照射長をｌ＝500mmと実施例１の場合の２倍にした。ま
た各ランプの出力をL0＝50mW/mm2とした。ｌを２倍にし
たので、被覆線速ｖも２倍にした。すなわち樹脂A1につ
いてｖ＝286m/分、A2についてｖ＝96m/分の高速で被覆
実験を行った。
施した。同じUV光ランプを２台並べて設置し、等価的な
照射長をｌ＝500mmと実施例１の場合の２倍にした。ま
た各ランプの出力をL0＝50mW/mm2とした。ｌを２倍にし
たので、被覆線速ｖも２倍にした。すなわち樹脂A1につ
いてｖ＝286m/分、A2についてｖ＝96m/分の高速で被覆
実験を行った。
この結果、実施例１と同様に良好な被覆ファイバが得ら
れた。本実施例においても、実施例１と同様に硬化率の
明確な被覆ファイバを高速に且つ経済的に製造できると
いう効果が確かめられた。
れた。本実施例においても、実施例１と同様に硬化率の
明確な被覆ファイバを高速に且つ経済的に製造できると
いう効果が確かめられた。
実施例３ 光ファイバにUV硬化樹脂を厚さｈ＝0.2mmで被覆する実
験を行った。照射長ｌ＝300mmのUV光ランプ１台で、樹
脂表面にUV光強度L0＝50mW/mm2を照射する条件を設定し
た。
験を行った。照射長ｌ＝300mmのUV光ランプ１台で、樹
脂表面にUV光強度L0＝50mW/mm2を照射する条件を設定し
た。
高速硬化の例として線速ｖを50m/分及び100m/分とすれ
ば、照射時間ｔはそれぞれｔ＝l/v＝0.36秒及び0.18秒
となる。さらに不飽和率をη＝0.1とすれば、式（７）
を満たすkd及びＣの領域は、第９図の曲線のハッチング
で示す上部で表わされる。
ば、照射時間ｔはそれぞれｔ＝l/v＝0.36秒及び0.18秒
となる。さらに不飽和率をη＝0.1とすれば、式（７）
を満たすkd及びＣの領域は、第９図の曲線のハッチング
で示す上部で表わされる。
第１表に示す５種類のUV硬化樹脂のkd及びＣの値を第９
図にプロットした。この結果から、上記照射条件で100m
/分以上の高速で被覆する場合、樹脂A1、A2及びB1は不
飽和率η＜0.1で硬化させることができるが、樹脂A3及
びB2は硬化させることができないことがわかる。
図にプロットした。この結果から、上記照射条件で100m
/分以上の高速で被覆する場合、樹脂A1、A2及びB1は不
飽和率η＜0.1で硬化させることができるが、樹脂A3及
びB2は硬化させることができないことがわかる。
なお第９図では、光吸収係数αをパラメータにして示し
たが、樹脂によってそれぞれαが異なる。したがって対
応する計算値は、対応するαを代入して求めるべきであ
るが、第９図からα依存性は小さいことがわかる。この
ため、厳しい条件になるようαの大きい方の値（第９図
ではα＝４）に対する計算値を採用すれば、安全設定と
することができる。
たが、樹脂によってそれぞれαが異なる。したがって対
応する計算値は、対応するαを代入して求めるべきであ
るが、第９図からα依存性は小さいことがわかる。この
ため、厳しい条件になるようαの大きい方の値（第９図
ではα＝４）に対する計算値を採用すれば、安全設定と
することができる。
このように、設定した硬化条件に対し、適した樹脂を選
定することができる。第９図から、樹脂B1を選び、被覆
線速ｖ＝100m/分で硬化させた。この結果良好な被覆フ
ァイバが得られた。このようにして得られた被覆ファイ
バは、一定のUV光照射条件のもとで明確な硬化率を有す
るため、安定な特性を有する。
定することができる。第９図から、樹脂B1を選び、被覆
線速ｖ＝100m/分で硬化させた。この結果良好な被覆フ
ァイバが得られた。このようにして得られた被覆ファイ
バは、一定のUV光照射条件のもとで明確な硬化率を有す
るため、安定な特性を有する。
実施例４ 実施効果をより定量的に確認するため、被覆実験により
得られた被覆光ファイバの伝送損失を評価した。
得られた被覆光ファイバの伝送損失を評価した。
第10図に、製造した光ファイバテープの断面図を示す。
11はグレーデッドインデックス形多モード光ファイバ
で、コア径／外径＝50/125μｍ、比屈折率差１％の標準
ファイバである。12は１次被覆で樹脂A2を、13は２層目
の被覆で樹脂B1を使用した。光ファイバ線引きと同時に
被覆12及び13を施し、13の外径を0.2mmとして、これを
素線とした。被覆線速は100m/分である。14は素線10心
をまとめてテープ状に被覆するテープ被覆である。
11はグレーデッドインデックス形多モード光ファイバ
で、コア径／外径＝50/125μｍ、比屈折率差１％の標準
ファイバである。12は１次被覆で樹脂A2を、13は２層目
の被覆で樹脂B1を使用した。光ファイバ線引きと同時に
被覆12及び13を施し、13の外径を0.2mmとして、これを
素線とした。被覆線速は100m/分である。14は素線10心
をまとめてテープ状に被覆するテープ被覆である。
テープ被覆14に用いた樹脂のヤング率比E/E∞の照射時
間ｔ依存性の測定結果を第11図に示す。また式（６）で
E/E∞＝とし、測定結果を最もよく表わすように定数k
d及びＣを定めて、ヤング率比を計算した結果も第11図
に合せて示す。得られた定数は、kd＝0.6S-1、Ｃ＝4.1m
m(mJ)-1/2である。また、光吸収係数α＝2mm-1である。
この樹脂を用いてテープ被覆14を形成し、第10図に示す
光ファイバテープとした。その寸法は、幅2.1mm、厚さ
0.3mmである。テープ被覆14は、10心の光ファイバ素線
の周囲を被覆しており、厚さｈは場所により変化する
が、最大でもｈ＝0.15mmである。
間ｔ依存性の測定結果を第11図に示す。また式（６）で
E/E∞＝とし、測定結果を最もよく表わすように定数k
d及びＣを定めて、ヤング率比を計算した結果も第11図
に合せて示す。得られた定数は、kd＝0.6S-1、Ｃ＝4.1m
m(mJ)-1/2である。また、光吸収係数α＝2mm-1である。
この樹脂を用いてテープ被覆14を形成し、第10図に示す
光ファイバテープとした。その寸法は、幅2.1mm、厚さ
0.3mmである。テープ被覆14は、10心の光ファイバ素線
の周囲を被覆しており、厚さｈは場所により変化する
が、最大でもｈ＝0.15mmである。
UV照射長さｌ＝350mmのランプを用い、樹脂14を100m/分
で被覆するには、照射時間ｔ＝0.21秒となる。このと
き、η＝0.1とするには、式（７）からL0＞55mW/mm2と
する必要がある。不飽和率η＝0.1とした場合の影響の
有無を検討するため、L0＝55mW/mm2の条件で100m/分で
被覆して、第10図の10心光ファイバテープを1Km製造し
た。
で被覆するには、照射時間ｔ＝0.21秒となる。このと
き、η＝0.1とするには、式（７）からL0＞55mW/mm2と
する必要がある。不飽和率η＝0.1とした場合の影響の
有無を検討するため、L0＝55mW/mm2の条件で100m/分で
被覆して、第10図の10心光ファイバテープを1Km製造し
た。
素線の光損失を規準とし、テープ被覆による損失変化測
定結果のヒストグラムを第12図に示す。0.85μｍと1.3
μｍの両波長で、それぞれ10心測定したところ変化の平
均値は、0.02dB/Kmき測定誤差以内の小さい値であっ
た。
定結果のヒストグラムを第12図に示す。0.85μｍと1.3
μｍの両波長で、それぞれ10心測定したところ変化の平
均値は、0.02dB/Kmき測定誤差以内の小さい値であっ
た。
続いてこの光ファイバテープを恒温槽に入れ、−40〜＋
60℃の温度範囲で光損失の変化を測定した。20℃での光
損失を規準とした変化を第13図に示す。損失変化は−40
℃で少し増加する傾向があるものの、平均値で±0.05dB
/Km以内と小さな値であった。
60℃の温度範囲で光損失の変化を測定した。20℃での光
損失を規準とした変化を第13図に示す。損失変化は−40
℃で少し増加する傾向があるものの、平均値で±0.05dB
/Km以内と小さな値であった。
このように、本発明による方法によれば、樹脂の特性に
応じて高速で被覆できるようUV光照射条件を定めること
ができるため、特性の安定した被覆光ファイバを高速で
製造することができる。
応じて高速で被覆できるようUV光照射条件を定めること
ができるため、特性の安定した被覆光ファイバを高速で
製造することができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による紫外線硬
化樹脂被覆光ファイバの高速被覆方法によれば、各紫外
線硬化樹脂の特性に応じて一定の硬化率で高速被覆を実
現することができる。このため、加工費を低減できるほ
か、硬化率が一定であるため安定した特性の被覆ファイ
バを製造することができる。すなわち、高品質で且つ低
価格な被覆ファイバを提供することができる。従って、
本発明による紫外線硬化樹脂被覆光ファイバの高速被覆
方法は、広い範囲にわたって活用することができる。
化樹脂被覆光ファイバの高速被覆方法によれば、各紫外
線硬化樹脂の特性に応じて一定の硬化率で高速被覆を実
現することができる。このため、加工費を低減できるほ
か、硬化率が一定であるため安定した特性の被覆ファイ
バを製造することができる。すなわち、高品質で且つ低
価格な被覆ファイバを提供することができる。従って、
本発明による紫外線硬化樹脂被覆光ファイバの高速被覆
方法は、広い範囲にわたって活用することができる。
第１図は、UV硬化樹脂の硬化状態を模式的に説明する図
であり、 第２図は、照射したUV光強度L0に対する硬化した樹脂の
特性の測定結果を示す図であり、 第３図及び第４図は、一定のUV光強度L0で照射時間ｔを
変化させて硬化させた樹脂のヤング率を、測定値と計算
値について比較した図であり、 第５図は、硬化した樹脂のヤング率の厚さ依存性を測定
値と計算値で比較した図であり、 第６図及び第７図は、硬化した樹脂のヤング率のUV光強
度依存性を測定値と計算値で比較した図であり、 第８図は、UV光の照射時間ｔ及び強度L0の設定法を示す
図であり、 第９図は、一定のUV光照射条件でパラメータkd及びＣの
設定範囲を示す図であり、 第10図は、光ファイバテープ断面図であり、 第11図は、被覆ファイバに用いた樹脂の特性を示す図で
あり、 第12図は、被覆ファイバの製造による光損失変化を測定
した結果を示すヒストグラムであり、 第13図は、製造した被覆ファイバの温度変化試験結果を
示す図である。 （主な参照番号） １……UV硬化樹脂、11……光ファイバ、12……１次被覆
用UV硬化樹脂、13……保護被覆用UV硬化樹脂、14……テ
ープ被覆用UV硬化樹脂
であり、 第２図は、照射したUV光強度L0に対する硬化した樹脂の
特性の測定結果を示す図であり、 第３図及び第４図は、一定のUV光強度L0で照射時間ｔを
変化させて硬化させた樹脂のヤング率を、測定値と計算
値について比較した図であり、 第５図は、硬化した樹脂のヤング率の厚さ依存性を測定
値と計算値で比較した図であり、 第６図及び第７図は、硬化した樹脂のヤング率のUV光強
度依存性を測定値と計算値で比較した図であり、 第８図は、UV光の照射時間ｔ及び強度L0の設定法を示す
図であり、 第９図は、一定のUV光照射条件でパラメータkd及びＣの
設定範囲を示す図であり、 第10図は、光ファイバテープ断面図であり、 第11図は、被覆ファイバに用いた樹脂の特性を示す図で
あり、 第12図は、被覆ファイバの製造による光損失変化を測定
した結果を示すヒストグラムであり、 第13図は、製造した被覆ファイバの温度変化試験結果を
示す図である。 （主な参照番号） １……UV硬化樹脂、11……光ファイバ、12……１次被覆
用UV硬化樹脂、13……保護被覆用UV硬化樹脂、14……テ
ープ被覆用UV硬化樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保苅 和男 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (72)発明者 秦野 諭示 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内
Claims (1)
- 【請求項１】紫外線を吸収して硬化する紫外線硬化樹脂
を光ファイバに被覆する方法において、 光吸収係数α、被覆厚さｈの紫外線硬化樹脂に、紫外線
光強度L0および紫外線光照射時間ｔで硬化させた樹脂膜
のヤング率をＥとし、十分大きな紫外線光強度L0あるい
は十分長い紫外線光照射時間ｔで硬化させた樹脂膜のヤ
ング率をＥ∞とし、E/E∞が互いに異なる紫外線光強度L
0と紫外線光照射時間ｔとの組合わせを少なくとも２組
選び、式 から定まる２つの定数kd及びＣを用いて、式 を満足する紫外線光強度L0および紫外線光照射時間ｔに
より被覆することを特徴とする紫外線硬化樹脂被覆光フ
ァイバの高速被覆方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61045641A JPH0723239B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 紫外線硬化樹脂被覆光フアイバの高速被覆方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61045641A JPH0723239B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 紫外線硬化樹脂被覆光フアイバの高速被覆方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202842A JPS62202842A (ja) | 1987-09-07 |
| JPH0723239B2 true JPH0723239B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=12724994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61045641A Expired - Lifetime JPH0723239B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 紫外線硬化樹脂被覆光フアイバの高速被覆方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723239B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1337056C (en) * | 1987-10-30 | 1995-09-19 | Bob J. Overton | Methods of and apparatus for curing optical fiber coatings |
| JP6248798B2 (ja) * | 2014-05-16 | 2017-12-20 | 住友電気工業株式会社 | テープ心線、および光ケーブル |
| WO2018062365A1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 株式会社フジクラ | 光ファイバリボン、光ファイバケーブル、および光ファイバリボンの製造方法 |
| CA3038632C (en) * | 2016-09-30 | 2021-05-18 | Fujikura Ltd. | Optical fiber colored core wire, optical fiber cable, and method of manufacturing optical fiber colored core wire |
| JP7688041B2 (ja) * | 2020-10-29 | 2025-06-03 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ着色心線、光ファイバリボン、単心ファイバの集合体ケーブル、リボンケーブルおよびこれらの製造方法 |
| JP7826728B2 (ja) * | 2022-02-17 | 2026-03-10 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107945A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバの製造方法 |
| JPS60171246A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-09-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 被覆光フアイバの製造方法 |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP61045641A patent/JPH0723239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202842A (ja) | 1987-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |