JPH0758247B2 - 光ファイバ被覆材の硬化度定量化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラスファイバに有機物被覆を施した光ファイ
バの被覆材の硬化度（ケミカルな硬化反応の進行の程
度）を定量化する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

通信用の光ファイバは、ガラス母材を紡糸した後に、高
分子物質が被覆されて機械的強度が付与される。第２図
は一般的な光伝送用ファイバの斜視図である。

シリカガラス、フッ化物ガラス等からなるガラスファイ
バ１、その外側にソフト層２、その外側にはハード層３
が被覆され、単心の光ファイバ４を構成する。

ここで、ソフト層２はガラスファイバ１に対するクッシ
ョンの役目を果たすもので、柔軟性のある樹脂が用いら
れる。具体的には熱硬化シリコーン、紫外線（UV）硬化
シリコーン、UV硬化ウレタンアクリレート、UV硬化エポ
キシアクリレート、UV硬化エステルアクリレートなどで
ある。ハード層３はソフト層２の外側からガラスファイ
バ１を更に保護するもので、強靱な樹脂が用いられる。
具体的にはポリアミド、ポリエステル、ABS樹脂、ポリ
アセタール樹脂などの押出樹脂や、各種のUV硬化樹脂で
ある。これに対して従来より、被覆材料がガラスファイ
バの伝送特性に大きな影響を与えることは知られてお
り、特に、被覆材料の残留加工歪である収縮力あるいは
膨張力がガラスファイバに働き、ガラスファイバにマイ
クロベンディングを生じさせたりして、伝送特性劣化の
原因になることが報告されている。

光ファイバに被覆された樹脂はヤング率、ゲル分率、測
定等の方法によりその硬化度を定量化し、伝送特性に及
ぼす影響を調査することにより伝送特性のすぐれた光フ
ァイバが生産されてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年長距離光通信への需要の高まりの中
では、伝送特性の向上に対する要求が更に高くなり、前
記手段では不十分となってきた。

即ち、光ファイバに被覆された樹脂の硬化度を引張り試
験により弾性率で若しくはゲル分率で評価しようとする
場合、樹脂同士の密着性が強いため分離がむづかしく複
数の樹脂層を一緒に評価せざるを得なかった。

又、各樹脂層を分離できたとしても、ソフト層について
は、機械物性の評価は非常に困難であった。又、ゲル分
率では微妙な硬化度の差は測定できないという問題もあ
った。

従って、多層被覆ファイバの各層の硬化度の評価は殆ん
ど不可能であった。

しかしながら多層被覆ファイバの各層の硬化度を評価す
ることは非常に重要である。被覆層の硬化度が光ファイ
バの伝送特性に及ぼす影響は各層によって大きく異なる
からである。

例えば、通常光ファイバの保護層の役割を果たす最外層
の場合、硬化不十分で硬化度が低い場合、側圧の影響を
受けやすく伝送損失が高くなることがある。一方、緩衝
層の役割を果たす最内層の場合、その硬化不十分で硬化
度が低いと低温で伝送損失が悪化することがある。

本発明は多層被覆ファイバの各層の硬化度を個別に容易
に評価する方法を提供するものである。

ロ．発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明はガラスファイバに有機物被覆を施した光ファイ
バ被覆材の硬化度定量化方法において、前記光ファイバ
端面の被覆部に圧子を加えて硬度（物理的硬さ）を測定
し、予め求めておいた前記被覆材の硬度と硬化度（ケミ
カルな硬化反応の進行の程度）との関係を用いて、前記
測定値から被覆部の硬化度を求めることを特徴とする光
ファイバ被覆材の硬化度定量化方法である。

第１図は本発明の一具体例であって、１は光ファイバ、
２は内層、３は外層、４はファイバを固定するためのパ
イプ（材質としては金属や塩化ビニール等が用いられ
る。）５は三角錐圧子である。測定は以下に示すように
して行なう。

ファイバを中心軸に直角に切断する。

塩化ビニール等のパイプに入れて垂直に固定する。

先端がダイヤモンドの圧子を用いて一定の荷重で切
断面の被覆層の各層に押し込む。

その時の圧子の押し込み深さを測定し、硬度を求め
る。

ここで、試験荷重をＰ（ｇ）、圧子押し込み深さをＨ
（μｍ）とすると、硬度DHは次式で定義される。

DH＝kP/H²（g/μm²） ｋは定数で通常147とする。

硬化度は、同一構造のファイバで十分硬化したものを基
準とし、このときの硬化度を100％として相対値をもっ
て表わす。

〔作用〕

光ファイバの横断面に圧子を加えて硬度を測定し、この
測定値から硬化度を求める方法であるから、引張り試験
の場合のように長いサンプルは必要ではなく、比較的短
いサンプル（数cm）でも評価することが可能である。ま
た、ゲル分率の測定のように抽出のために長時間を要す
ることもない。

〔実施例１〕 シングルモード（SM）型プリフォームを線引し、線径12
5μｍのガラスファイバとした後、熱硬化シリコーン樹
脂を線速100、150および200m/分で塗布、硬化させて250
μｍ径の光ファイバを作製した。

この光ファイバにナイロン12を押出被覆し、500μｍ径
の光ファイバとした。

シリコーン樹脂の硬度を測定したところ、それぞれ0.1
6、0.15および0.10g/μm²であった。線速100および150m
/分で線引されたものに比べ200m/分で線引したものが硬
化不足であることが判った。これは、線速100m/分の硬
化度100％に対し、150m/分は94％、200m/分は63％であ
った。

〔実施例２〕 SM型プリフォームを紡糸し、線径が125μｍのガラスフ
ァイバとした後、ウレタンアクリレートからなるUV硬化
ソフト樹脂を線速100および300m/minで塗布、硬化し、2
00μｍ径の光ファイバを得た。次にこの光ファイバにウ
レタンアクリレートからなるUV硬化ハード樹脂を同一線
速で塗布、硬化し、250μｍ径の光ファイバを得た。ソ
フト樹脂の硬度を測定したところ0.25、0.10（g/μm²）
であった。これは線速50m/分（硬度0.30g/μm²）の硬化
度100％に対し、夫々83％、33％であり高速で線引した
もののソフト樹脂が硬化不足であることが判った。

又、これらのファイバのハード樹脂についても同様に硬
度を測定したところ、夫々3.2、3.1（g/μm²）であっ
た。これは線速50m/分（硬度3.5g/μm²）の硬化度100％
に対し、夫々91％、89％でありソフト樹脂と異なり線速
による硬化度の差は小さいものであった。

〔比較例１〕 実施例１のファイバについて、シリコーン樹脂のゲル分
率を溶剤としてメチル・エチルケトンを使用して測定し
た。その結果、線速100、150、200m/分で製作したそれ
ぞれについて、94％、95％、93％であり、硬化度の大差
は見られなかった。

〔比較例２〕 実施例２のファイバについて、ガラスファイバを引抜い
たソフト樹脂とハード樹脂の二層の平均ヤング率を測定
した。各サンプル数は10で、線速100m/分および300m/分
のものの平均値は23Kg/mm²および21Kg/mm²で、実施例２
のハード樹脂の硬度と同様線速による差は小さいもので
あったが、各線速での測定値の標準偏差は2.4Kg/mm²お
よび1.91Kg/mm²と非常にバラツキの大きいものであっ
た。

ハ．発明の効果 以上説明したように本発明の硬化度定量化手法では光フ
ァイバの複数層の被覆の各層個別の硬化度（特にすぐ外
側のソフト樹脂の硬化度）を求めることが可能である。

また、そのことによってすぐれた伝送特性を有する光フ
ァイバを提供することをも可能にするものである。

また、測定の精度についても従来のヤング率ゲル分率の
手法に比べて微小な相違を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバ被覆材の硬化度定量化
方法に適用される硬度測定を説明する図、第２図は硬化
度定量化される光ファイバの構造を示す斜視図である。 １……ガラスファイバ、２……ソフト層 ３……ハード層、４……光ファイバ ５……パイプ、６……圧子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラスファイバに有機物被覆を施した光フ
   ァイバ被覆材の硬化度の定量化方法において、前記光フ
   ァイバ端面の被覆部に圧子を加えて硬度を測定し、予め
   求めておいた前記被覆材の硬度と硬化度との関係を用い
   て、前記測定値から被覆部の硬化度を求めることを特徴
   とする光ファイバ被覆材の硬化度定量化方法