JPH07267687A - 光ファイバの被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバの高速・長尺紡糸工程において、
工程・品質の阻害要因となる付着物が二次被覆装置に付
着することを防ぎ、紡糸工程中の被覆工程を円滑化する
とともに高品位の光ファイバが得られる光ファイバの被
覆方法およびその装置を得る。 【構成】 光ファイバ裸線３に一次被覆２０を施し硬化
させて一次被覆光ファイバ７とし、次いでこれに二次被
覆２１を施し硬化させて光ファイバ素線１１を製造する
に際して、上記一次被覆２０の硬化を、硬化後の一次被
覆２０のゲル分率が５０％以下となるように行う。二次
被覆２１の硬化に際しては、二次被覆２１と共に一次被
覆２０の未硬化部も硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの高速・長
尺紡糸工程において有利に用いられる光ファイバの被覆
方法に関するものであり、特に、その紡糸工程中で光フ
ァイバ裸線に一次被覆を施し硬化させて一次被覆光ファ
イバとし、次いでこれに二次被覆を施し硬化させる光フ
ァイバの被覆工程において、特別な付加装置や付加工程
を要せずに、一次被覆光ファイバに随伴する揮発分が二
次被覆装置に付着することによってもたらされる工程お
よび品質上の障害を防止し、長尺かつ高品位の光ファイ
バを高速で製造できるようにする光ファイバの被覆方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは通常、光ファイバ裸線が、
まずヤング率の比較的低い硬化性樹脂で一次被覆され、
次いでヤング率の比較的高い硬化性樹脂で二次被覆され
て光ファイバ素線とされる。この被覆工程は光ファイバ
の紡糸工程の一部として行われる。従来から行われてい
る光ファイバの紡糸工程の一例を図２に示す。図２にお
いて、光ファイバ母材１は約２０００℃の加熱炉２で溶
融紡糸され、形成された光ファイバ裸線３は、一次被覆
装置４に導入されて一次被覆用の紫外線硬化型または熱
硬化型などの樹脂５で被覆され、次に一次硬化装置６で
紫外線照射または加熱などにより硬化されて一次被覆光
ファイバ７とされる。この一次被覆光ファイバ７は、次
に二次被覆装置８に導入されて二次被覆用の樹脂９で被
覆され、次いで二次硬化装置１０で硬化されて二層の硬
化樹脂被覆を有する光ファイバ素線１１とされる。この
工程は、被覆の偏肉などによる障害を避けるために、上
方から下方に向けて垂直ライン上で行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近になって、光ファ
イバの生産が高速化、長尺化されるに伴い、上記の被覆
工程に種々の問題が発生している。その一つとして、図
３に示すように、一次被覆光ファイバ７が二次被覆装置
８に導入される際、その二次被覆装置８のニップル１２
に形成された、一次被覆光ファイバ７の導入孔となるコ
ーティングポート１３の内壁や周辺部に付着物１４が付
着する、という問題がある。付着物１４がコーティング
ポート１３の内壁などに付着し蓄積すると、液状の被覆
用樹脂９がここから溢れ出たり、コーティングダイス１
５から押出される被覆用樹脂９に気泡が混入し二次被覆
１６中にボイドが形成するなど、製品の品質を低下さ
せ、時には断線などの原因ともなり、被覆不能に陥る。

【０００４】この付着物１４は、一次被覆工程におい
て、一次被覆樹脂が硬化の際の重合熱により発熱し、比
較的低分子量の未重合成分が揮発分として発生し、これ
が一次被覆光ファイバ７の周囲に随伴した状態でニップ
ル１２に至り、そのコーティングポート１３の内壁や周
辺に凝縮するものと考えられる。この揮発分は、一次硬
化装置内においても、例えば紫外線ランプに付着してそ
の効率を低下させるなどの障害をもたらすので、紫外線
ランプ照射室内に清浄なガスを流すなどの対策が構じら
れているが、それでも高速・長尺紡糸が行われる場合に
は十分な除去ができず、二次被覆装置のニップル１２に
まで随伴される。二次被覆装置８のニップル１２におけ
る付着物１４の蓄積は、紡糸が高速化・長尺化されるに
従って大きな問題とされるに至った。

【０００５】本発明はこの問題を解決するものであり、
その目的は、高速・長尺紡糸時にも、特別の装置や工程
を付加することなく、二次被覆装置のニップルへの付着
物の付着を防いで、被覆工程を円滑化し、かつ高品位の
光ファイバ素線を得る光ファイバの被覆方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、一次被覆
の硬化を、硬化後の一次被覆層のゲル分率が５０％以下
となるように行うことによって解決できる。このゲル分
率は４０％〜５０％の範囲内とすることが特に好まし
い。上記において、二次被覆を硬化させる際には、二次
被覆と共に一次被覆の未硬化部も硬化させることが好ま
しい。一次被覆および二次被覆としては、それぞれ紫外
線硬化型樹脂を用い、それぞれの硬化は、紫外線の照射
により行うことが好ましい。このときの一次被覆の硬化
は、硬化後の一次被覆のゲル分率が５０％以下、好まし
くは４０％〜５０％の範囲内となるように紫外線の照射
量を調節して行うことが好ましい。またこのときの二次
被覆の硬化は、二次被覆と共に一次被覆の未硬化部も硬
化するように紫外線の照射量を調節して行うことが好ま
しい。ここで、ゲル分率とは、メチルエチルケトンによ
って抽出されない樹脂成分の残存率％である。

【０００７】

【作用】一次硬化後の一次被覆のゲル分率が５０％以下
となるように硬化させると、一次被覆光ファイバに随伴
する揮発分は実質的に生成しない。従って二次被覆装置
のニップルに付着物が蓄積しない。

【０００８】以下、図面を用いて本発明を詳しく説明す
る。以下の説明において、図２および図３を用いて説明
した従来例の構成要素と共通しているものは同一番号を
付してその説明を省略または簡略化する。図１は、本発
明の光ファイバの被覆方法の好ましい一実施態様を示す
ものである。まず、一次被覆装置４において光ファイバ
裸線３に紫外線硬化型樹脂５を被覆し、次いでこの一次
被覆２０を一次硬化装置６において、紫外線照射により
硬化させて一次被覆光ファイバ７とし、次いでこれに二
次被覆装置８において紫外線硬化型樹脂９を被覆し、こ
の二次被覆２１を二次硬化装置１０において、紫外線照
射により硬化させて光ファイバ素線１１を製造する。こ
の際、一次被覆の硬化を、紫外線の照射量を調節して硬
化後の一次被覆２０のゲル分率が５０％以下、好ましく
は４０％〜５０％の範囲内となるように行う。また、二
次硬化装置１０において二次被覆２１を硬化させる際
に、紫外線の照射量を調節して二次被覆２１と共に一次
被覆２０の未硬化部も硬化させる。

【０００９】この光ファイバの被覆方法によって、一次
被覆光ファイバ７に随伴する揮発分は実質的に生成せ
ず、従って高速・長尺の線引きにおいても、二次被覆装
置８のニップルに付着物が付着しない。しかも、製造さ
れた光ファイバ素線１１は、一次被覆２０も二次被覆２
１も十分に硬化されているので、品質上の問題はない。

【００１０】揮発分が実質的に生成しない理由は、一次
硬化装置６において、一次被覆２０をそのゲル分率Ｇが
５０％以下となる程度に不完全硬化させると、重合熱に
よる発熱が抑制され、その結果低分子モノマー成分など
に由来する揮発分が一次被覆光ファイバ７の周辺に発生
しないことによると考えられる。ただしゲル分率Ｇが極
端に低い場合は一次被覆の賦形ができないので、好まし
くは２５％〜５０％の範囲内、さらに好ましくは４０％
〜５０％の範囲内とする。ゲル分率Ｇが４０％〜５０％
の範囲内であれば、高速紡糸時にも一次被覆の賦形性は
維持され、しかも揮発分が生成しない。

【００１１】この一次被覆は未硬化部を含んでいるの
で、もちろん最終的な光ファイバ製品を得る前にこの未
硬化部を硬化させる必要がある。この硬化は、光ファイ
バ素線１１を得た後に、追加的に紫外線を照射するなど
によって行うこともできるが、二次硬化装置１０内にお
いて紫外線の照射量を調節して二次被覆の硬化と同時に
行うことが有利である。一次硬化装置６または二次硬化
装置１０におけるそれぞれの紫外線照射量の調節は、そ
の内部に設置されたそれぞれの紫外線ランプ２２または
２３の出力またはランプ本数を調整するなどによって行
うことができる。すなわち、従来の被覆工程に用いる紫
外線照射量に比べて、一次硬化ではその照射量が少なく
なるように、また二次硬化では多くなるように調節す
る。

【００１２】一次被覆２０のゲル分率Ｇは、次のように
して測定することができる。一次硬化装置６において硬
化された一次被覆光ファイバ７の試料を採取してその重
量（Ｗ₁ ）を測定する。次ぎにこの試料をソックスレー
式抽出器に入れ、メチルエチルケトンを溶剤として抽出
する。抽出終了後の試料を真空乾燥してその重量（Ｗ
₂ ）を測定する。最後にこの試料を６００℃の電気炉中
で加熱して被覆を分解除去し光ファイバ裸線となった試
料の重量（Ｗ₃ ）を測定する。このとき、ゲル分率Ｇ％
は次式に従って求めることができる。

【００１３】

【数１】

【００１４】以上、被覆材として紫外線硬化型樹脂を用
いる本発明の一実施態様について説明したが、一次被覆
の被覆材として熱硬化型樹脂を用いる場合も基本的には
同様に行うことができる。ただしゲル分率が５０％以下
となるように行う一次硬化の調節は、紫外線照射量によ
ってではなく、供給熱量の調節によって行う。また、一
次被覆の被覆材が熱硬化型樹脂であれば、二次被覆の被
覆材も熱硬化型樹脂であることが好ましい。この場合に
は二次被覆の加熱による硬化の際に、一次被覆の未硬化
部も二次被覆と共に硬化させることができるからであ
る。

【００１５】

【実施例】

（実施例）図２に示す光ファイバの紡糸工程において、
図１に示す一次硬化装置６中の紫外線ランプ２２の出力
を、硬化後の一次被覆のゲル分率が５０％以下となるよ
うに種々に変化させ、また、いずれの場合にも二次硬化
装置１０中の紫外線ランプ２３の出力を、二次被覆と共
に一次被覆の未硬化部も硬化させるに十分な量に調節し
て線引きを行った。

【００１６】（比較例）比較例として、上記実施例と同
様の線引きを行い、ただし硬化後の一次被覆のゲル分率
が５０％を越えるように紫外線ランプ２２の出力を調節
した。

【００１７】（線引き操作）一次被覆材として、実施例
および比較例のいずれも２種類の紫外線硬化型樹脂Ａお
よびＢを用いた。線引き速度は３００、５００および８
００ｍ／ｍの３段階で変化させた。運転開始から線引き
運転に不具合が生じるまでの運転時間（ｍ）を測定し
た。ここで線引き運転の不具合とは、 （１）二次被覆装置８のニップル１２から二次被覆樹脂
９が溢れ出る。 （２）得られた光ファイバ素線１１の二次被覆２１中に
ボイドが発生する。 （３）断線。 のいずれか１以上が認められた場合である。実施例１〜
３、および比較例１〜３のそれぞれの測定結果を表１に
示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１の結果から、一次被覆のゲル分率を５
０％以下とした実施例１〜３のいずれにおいても、線引
速度が５００ｍ／ｍ〜８００ｍ／ｍの高速において、運
転可能時間が３００ｍ〜１８８ｍ以上であるのに対し
て、ゲル分率が５０％を越える比較例１〜３の場合は３
００ｍ／ｍ〜５００ｍ／ｍの線引速度において、運転可
能時間が１８０ｍ以下であり、この結果から、実施例で
用いた方法が揮発分を効果的に除去し、二次被覆装置の
ニップルにおける付着物の付着を防止し、高速・長尺の
線引き運転を可能にしたことは明かである。特に実施例
４および５において、ゲル分率がそれぞれ４８％、４５
％とき、紫外線硬化型樹脂ＡまたはＢのいずれをを用い
た場合も、５００ｍ／ｍの高速線引きにおいて３００分
間以上の長尺運転が支障なく継続された。

【００２０】

【発明の効果】本発明の光ファイバの被覆方法は、一次
被覆の硬化を、硬化後の一次被覆のゲル分率が５０％以
下となるように行うものであるので、二次被覆装置に導
入される一次被覆光ファイバに揮発分が随伴せず、従っ
て二次被覆装置のニップルに付着物が付着しないので、
特別な装置を付加せずに高速・長尺の線引きが可能とな
る。二次被覆の硬化に際して、二次被覆と共に一次被覆
の未硬化部も硬化させるようにすれば、特別な工程を付
加せずに十分に硬化した被覆が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施態様を示す工程図。

【図２】 光ファイバの紡糸工程の一例を示す工程図。

【図３】 従来の光ファイバ紡糸工程の一態様を示す断
面図。

【符号の説明】

３…光ファイバ裸線、４…一次被覆装置、５…一次被覆
用樹脂、６…一次硬化装置、７…一次被覆光ファイバ、
８…二次被覆装置、９…二次被覆用樹脂、１０…二次硬
化装置、１１…光ファイバ素線、２０…一次被覆、２１
…二次被覆。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ裸線に一次被覆を施し硬化さ
   せて一次被覆光ファイバとし、次いでこれに二次被覆を
   施し硬化させて光ファイバ素線を製造するに際して、上
   記一次被覆の硬化を、硬化後の一次被覆のゲル分率が５
   ０％以下となるように行うことを特徴とする光ファイバ
   の被覆方法。
2. 【請求項２】 二次被覆の硬化に際して、二次被覆と共
   に一次被覆の未硬化部も硬化させることを特徴とする請
   求項１に記載の光ファイバの被覆方法。
3. 【請求項３】 一次被覆および二次被覆としてそれぞれ
   紫外線硬化型樹脂を用い、それぞれの硬化を紫外線の照
   射により行うことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の光ファイバの被覆方法。