JPH08201670A - 光ファイバテープ心線の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバテープ心線の幅方向の外側に数十
μｍ程度のテープ被覆を安定して形成することができる
光ファイバテープ心線の製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 光ファイバ素線１がテープ状に一体化された
光ファイバテープ心線を製造する工程と、光ファイバテ
ープ心線を強制的に冷却することにより、硬化した紫外
線硬化型樹脂１６の温度を強制的に下げる工程と、冷却
された光ファイバテープ心線を流動状態の紫外線硬化型
樹脂１７で満たされたダイ６ｂの開口部に通すことによ
り、光ファイバテープ心線の外側に紫外線硬化型樹脂１
７を塗布する工程と、紫外線硬化型樹脂１７に紫外線を
照射して硬化させ、幅方向における被覆の厚さが厚さ方
向における厚さよりも厚くなっている光ファイバテープ
心線を製造する工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数本の光ファイバ素
線を平面状に配列し、テープ状に一体化した光ファイバ
テープ心線の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多心の光ファイバケーブルを構成
するのに有効な光ファイバユニットとして、複数本の光
ファイバ素線を平面状に配列し、その周囲に一括して被
覆を施して一体化した光ファイバテープ心線が用いられ
ている。ここで施される被覆には、紫外線照射により迅
速に硬化するため生産性に優れている紫外線硬化型樹脂
が用いられる。

【０００３】光ファイバテープ心線は、複数本の光ファ
イバ素線を平面状に配列させた後、長円形の開口部を有
するダイを用いて粘性の高い紫外線硬化型樹脂を複数本
の光ファイバ素線の外側に塗布し、紫外線を照射して塗
布した紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、製造
されている。

【０００４】従来用いられている光ファイバテープ心線
は、光ファイバ素線の外径が２５０μｍφ、光ファイバ
素線の心数が２〜１２心、厚さが４００μｍのものであ
る。また、光ファイバテープ心線の幅としては、光ファ
イバ素線径×心数＋１００μｍであるのが汎用的であ
り、配列された複数の光ファイバ素線の周囲に数十μｍ
の厚さの一括被覆を施すのが通例である。

【０００５】ところで、近年、加入者線路網を全て光フ
ァイバによって構成しようという構想がある。この構想
を実現するためには、従来の光ファイバケーブルと外径
が同等であって、ケーブル中の光ファイバ心数が数千心
という高密度光ファイバケーブルの採用が検討されてい
る。このような高密度光ファイバケーブルを構成するた
めには、光ファイバ素線を例えば外径２００μｍφ以下
に細径化し、光ファイバテープ心線を多心化して例えば
１６心とし、光ファイバテープ心線の厚さを０．２５ｍ
ｍ以下程度に薄くする必要があり、検討が進められてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、平面状に配列
された光ファイバ素線のうち両端に配置されたものの、
光ファイバテープ心線の幅方向における外側には、現在
用いられている光ファイバテープ心線と同様に、数十μ
ｍの厚さの被覆を施す必要がある。これは、光ファイバ
素線のうち両端に配置されたものは、光ファイバテープ
心線を用いてケーブルを構成したときに作用する外力に
よる応力が過大になりやすいので、伝送特性を悪化させ
ず、かつ強度を保証するにはこの程度の厚さの被覆を施
す必要があるためである。

【０００７】従来の光ファイバテープ心線の製造方法に
おいては、テープ被覆を１層被覆によって形成する方法
と２層被覆によって形成する方法とがある。しかし、い
ずれの方法によっても、上記のような細径の光ファイバ
素線を用いた多心の光ファイバテープ心線では、光ファ
イバテープ心線の幅方向の外側に数十μｍ程度のテープ
被覆を安定して形成するのが困難であった。

【０００８】テープ被覆を１層被覆によって形成する場
合においては、光ファイバテープ心線の幅方向の両端に
数十μｍ以上のテープ被覆を形成するにはテープ材を塗
布するのに用いるダイの幅を、（光ファイバ素線外径×
心数）によって算出される長さよりも１００μｍ程度以
上大きくする必要があった。ところが、上記のような細
径の光ファイバ素線を用いた多心の光ファイバテープ心
線の場合には、光ファイバテープ心線の幅方向における
両端のテープ被覆は、せいぜい１９μｍの厚さしか得る
ことができなかった。

【０００９】さらに、この厚さの不足を補う目的でダイ
の幅を（光ファイバ素線外径×心数＋４００μｍ）まで
拡大しても、光ファイバテープ心線の幅方向における両
端部のテープ被覆は３０μｍ以下にしかならず、しかも
テープ被覆の厚さのバラツキが大きくなってしまうとい
う問題があった。また、片側のみであれば最大３０μｍ
まで大きくなることもあったが、この場合でも他方の側
は１５μｍ程度にしかならなかった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、光ファイバテー
プ心線の幅方向の外側に数十μｍ程度のテープ被覆を安
定して形成することができる光ファイバテープ心線の製
造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、複数本の光ファイバ素線を
平面状に配列し、一括して紫外線硬化型樹脂を塗布する
工程と、光ファイバ素線に塗布された紫外線硬化型樹脂
に紫外線を照射してこの紫外線硬化型樹脂を硬化させ、
光ファイバ素線がテープ状に一体化された光ファイバテ
ープ心線を製造する工程と、光ファイバテープ心線を強
制的に冷却することにより、硬化した紫外線硬化型樹脂
の温度を強制的に下げる工程と、冷却された光ファイバ
テープ心線を流動状態の紫外線硬化型樹脂で満たされた
ダイの開口部に通すことにより、光ファイバテープ心線
の外側に紫外線硬化型樹脂を塗布する工程であって、光
ファイバテープ心線と開口部との隙間は光ファイバテー
プ心線の幅方向の方が厚さ方向よりも大きくなっている
工程と、光ファイバテープ心線に塗布された紫外線硬化
型樹脂に紫外線を照射してこの紫外線硬化型樹脂を硬化
させ、幅方向における紫外線硬化型樹脂の厚さが厚さ方
向における紫外線硬化型樹脂の厚さよりも厚くなってい
る光ファイバテープ心線を製造する工程とを備えてい
る。

【００１２】また、光ファイバテープ心線の強制的な冷
却は、ヘリウムガスを用いて行われるのが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明においては、紫外線硬化型樹脂による被
覆を２つの層によって形成する。そして、第１層目の紫
外線硬化型樹脂を塗布してこれを硬化させた後、光ファ
イバテープ心線を冷却させ、その後に第２層目の紫外線
硬化型樹脂を塗布する。従って、第２層目の紫外線硬化
型樹脂を安定して塗布することができ、光ファイバテー
プ心線の幅方向の外側に数十μｍ程度のテープ被覆を安
定して形成することができる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。

【００１５】光ファイバテープ心線は薄肉のものが要求
されているため、光ファイバテープ心線のテープ被覆の
厚さは約２０μｍに抑えられている。光ファイバテープ
心線の幅方向におけるテープ被覆の厚さも、これと同程
度までであれば形成するのはそれほど困難ではない。と
ころが、光ファイバテープ心線の幅方向のみに２０μｍ
を超える厚さのテープ被覆を施すのは、表面張力によっ
て流動性を有する硬化前の紫外線硬化型樹脂が移動して
しまうため、困難である。そこで、テープ被覆を２層被
覆によって形成し、２層目で幅方向のみに塗布すること
が考えられるが、この場合にも２層目の被覆を安定して
塗布することはできない。

【００１６】このような光ファイバテープ心線において
は、求められる被覆構造は厚さ方向に比較して幅方向が
大きい。従って、１層目の塗布においてテープ材をダイ
で塗布して硬化させる前に、テープ材の樹脂は、自己の
表面張力によってダイを出た直後の厚さ約０．２４〜
０．２５ｍｍ、幅約３．３ｍｍの長円状の形状を維持で
きない。これは、ダイの形状を変えても長手方向の不安
定性が増すだけである。

【００１７】例えば、単純に、テープ材の被覆厚さを光
ファイバテープ心線の厚さ方向及び幅方向において比較
しても、約２０〜２５μｍに対して数十μｍと約２倍に
なっている。従って、両端に配置された光ファイバにと
っては、断面上で９０°をなす２方向において２倍の被
覆比が必要であるが、硬化前はテープ材樹脂の流動性と
表面張力により形状が維持されない。形状の乱れを分類
してみると、両端部に付けることを目的としていたテー
プ材が、両端部ではなくテープ中央付近の光ファイバ素
線の隙間を大きくしたり、テープ中央付近の被覆の厚さ
を部分的にふくらませたりしていることがわかった。そ
こで、光ファイバ素線の配列を維持するために被覆を２
層被覆とし、１層目によって主に光ファイバ素線の配列
を維持し、２層目において被覆厚さを調整することとし
た。このようにすると、２層目を塗布する段階では、す
でに光ファイバ素線は配列を整えられ一括してテープ材
樹脂で硬化されているので、配列が乱れることはない。
また、１層目の硬化後は不完全ながらもすでにテープの
形状をなしているので、テープの中央部付近の被覆の厚
さがふくらんだりすることも起こらない。

【００１８】このような光ファイバテープ心線のテープ
材の被覆は、厚さ方向に比較して幅方向のみを大きくし
ようとするものであるため、テープ材、被覆が１層構造
からなる場合には、ダイで塗布したテープ材の樹脂が硬
化するまでの間に、表面張力によって流動性のある樹脂
が移動してしまう。このため、テープ材の被覆を１層で
形成することは難しく、１層目を被覆して硬化させた後
に、主に両端部を被覆することが必要である。また、２
層目の被覆において塗布を安定させるため（被覆厚さを
一定させるため）、光ファイバ素線を平面的に配列し一
括して紫外線硬化型樹脂を塗布して硬化させた後、２層
目を塗布する前に、テープ状の光ファイバ心線（テープ
心線の半製品）を強制的に冷却する。これにより、２層
目の被覆が安定する。

【００１９】２層目の被覆において塗布が安定しないの
は、１層目のテープ材の硬化が原因である。すなわち、
硬化させるためには紫外線照射を行うが、実際には照射
されるものの中には紫外線よりも長波長側の熱輻射成分
の光も照射されており、また硬化に伴う重合反応熱が発
生する。従って、１層目のテープ材の硬化後はテープ材
の樹脂が高温になり、樹脂の濡れあるいは粘度を不安定
とする要因となり、ときには２層目のテープ材の塗布が
不安定になる。そこで、１層目のテープ材が硬化した
後、２層目のテープ材がダイの間に通される前に、強制
的に（自然冷却以上に）冷却することで不安定要因を取
り除くのが好ましい。図１は、本発明に従って構成され
た光ファイバテープ心線の製造装置を示す図であるが、
この図１において符号９で示すものが強制冷却のための
円筒である。

【００２０】さらに、冷却効率を高めるために、冷却用
ガスとして熱伝導度の大きいＨｅガスを用いると、テー
プ樹脂の温度がさらに下げられ、あるいは強制冷却用円
筒９を小型化することが可能なのでさらに好ましい。図
１においては、強制冷却用円筒９にＨｅガスボンベ１０
が接続されており、強制冷却用円筒９にＨｅガスが導入
されるようになっている。

【００２１】［実施例１］図１は、本発明に従って構成
された光ファイバテープ心線の製造方法を実施する装置
の構成を示す図である。

【００２２】ここで使用される光ファイバ素線１は、外
径１２５μｍφのシングルモード光ファイバガラスにウ
レタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を２層被覆し
て形成されており、その外径は２００μｍφである。こ
のような光ファイバ素線１を巻き付けたサプライリール
２を１６個を装着したサプライ４から、１６本の光ファ
イバ素線１がサプライダンサーローラー３を介して張力
約５０ｇで繰り出される。繰り出された１６本の光ファ
イバ素線１は、光ファイバ素線用ガイドローラー５を用
いて１列に配列され、加圧式樹脂供給装置７ａから供給
されたウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂が加圧
式塗布ダイ６ａによって一括塗布される。加圧式塗布ダ
イ６ａは長円形の開口部を有している。この開口部の大
きさは、光ファイバテープ心線の幅方向が３．３０ｍ
ｍ、同じく厚さ方向が０．２８ｍｍとなっている。１６
本の光ファイバ素線１は、この開口部を通るときにウレ
タンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を一括塗布され
る。

【００２３】ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂
を一括塗布された１６本の光ファイバ素線１は、紫外線
照射炉８ａに通され、塗布されたウレタンアクリレート
系紫外線硬化型樹脂が硬化させられる。この光ファイバ
素線１は、さらに、２３℃のＨｅガスが５リットル／分
の流量で流れる１ｍ長の強制冷却用円筒９の中を通さ
れ、強制的に冷却される。さらに、上記のように被覆が
形成されて冷却された光ファイバ素線１の外周に、加圧
式樹脂供給装置７ｂから供給されたウレタンアクリレー
ト系紫外線硬化型樹脂が長円形の開口部を有する加圧式
塗布ダイ６ｂによって塗布される。この長円形の開口部
の大きさは、光ファイバテープ心線の幅方向が３．５０
ｍｍ、同じく厚さ方向が０．２８ｍｍになっている。す
なわち、加圧式塗布ダイ６ｂの幅方向は、加圧式塗布ダ
イ６ａに比べて０．２０ｍｍ大きくなっており、また、
光ファイバテープ心線とこの開口部との隙間は、光ファ
イバテープ心線の幅方向の方が厚さ方向よりも大きくな
っている。このように形成された２層目の被覆は、紫外
線照射炉８ｂから照射される紫外線によって硬化させら
れる。

【００２４】以上のように製造された光ファイバテープ
心線は、光ファイバテープ心線用ガイドローラー１１、
キャプスタン１２、巻き取りダンサーローラー１３及び
巻き取り装置１４を介して、巻き取りリール１５に巻き
取られる。なお、このように製造される１６心光ファイ
バテープ心線の製造速度は、線速５０ｍ／分である。

【００２５】製造された１６心光ファイバテープ心線の
断面は図２のようになっている。すなわち、光ファイバ
テープ心線を構成する一括被覆は内層被覆１６と外層被
覆１７の２層から構成されており、光ファイバテープ心
線の厚さ（図２のｔ）は０．２５ｍｍ、幅（図２のｗ）
は３．３０ｍｍになっている。この１６心光ファイバテ
ープ心線の両端の光ファイバ素線１に被覆された、光フ
ァイバテープ心線の幅方向における厚さ（図２のｄ）は
５０μｍであった。

【００２６】［比較例１］実施例１で行った２３℃のＨ
ｅガスの流れる冷却用円筒９の中を通す処理を行わず
に、内層被覆１６と外層被覆１７の２層の一括被覆を有
する１６心光ファイバテープ心線を製造したところ、光
ファイバテープ心線の厚さは０．２４ｍｍ、幅は３．２
４ｍｍであった。実施例１に比べて、光ファイバテープ
心線の厚さ、幅とも小さく、光ファイバテープ心線の両
端の光ファイバ素線１の、光ファイバテープ心線の幅方
向における被覆の厚さは２０μｍと薄肉であった。その
うえ、２層目の被覆１７の樹脂切れ、すなわち塗布が行
われない状態が生じ、また気泡の混入が全長の半分で認
められた。

【００２７】［比較例２］実施例１で行ったＨｅガスに
よる強制冷却、及びテープ材の２層目の被覆を行わず、
１層被覆のみを長円の開口部を有するダイ（長円の開口
部の幅３．６０ｍｍ、厚さ０．２８ｍｍ）を用いて、１
６心光ファイバテープ心線を製造したところ、製造され
た光ファイバテープ心線の厚さは平均０．２４ｍｍ、部
分的な盛り上がり部の厚さは０．３０ｍｍ、幅は３．２
０〜３．４５ｍｍであった。すなわち、図３のような構
造の場合には、厚さ０．２４ｍｍ、幅３．４５ｍｍであ
り、図４のような構造の場合には厚さの最大０．３０ｍ
ｍ、幅３．２０ｍｍであった。また、ときには、図５の
ように、片方のみ端部の被覆が３０μｍあるが他方には
１５μｍしかないような偏った例も見られた。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光ファ
イバテープ心線の被覆を２層によって構成し、しかも１
層目の被覆を強制的に冷却した後に２層目の被覆を形成
するので、光ファイバテープ心線の幅方向の外側に数十
μｍ程度のテープ被覆を安定して形成することができる
光ファイバテープ心線の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された光ファイバテープ心
線の製造方法を実施するための製造装置の構成を示す図
である。

【図２】本発明によって製造された光ファイバテープ心
線の状態を示す断面図である。

【図３】本発明の効果を示すための比較例２によって製
造された光ファイバテープ心線の状態を示す断面図であ
る。

【図４】同じく比較例２によって製造された光ファイバ
テープ心線の状態を示す断面図である。

【図５】同じく比較例２によって製造された光ファイバ
テープ心線の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ素線、６ａ、６ｂ…加圧式塗布ダイ（ダ
イ）、９…強制冷却用円筒、１０…Ｈｅガスボンベ、１
６…１層目の被覆（硬化した紫外線硬化型樹脂）、１７
…２層目の被覆（硬化した紫外線硬化型樹脂）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光ファイバ素線を平面状に配列
   し、一括して紫外線硬化型樹脂を塗布する工程と、 前記光ファイバ素線に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫
   外線を照射してこの紫外線硬化型樹脂を硬化させ、前記
   光ファイバ素線がテープ状に一体化された光ファイバテ
   ープ心線を製造する工程と、 前記光ファイバテープ心線を強制的に冷却することによ
   り、硬化した紫外線硬化型樹脂の温度を強制的に下げる
   工程と、 冷却された前記光ファイバテープ心線を流動状態の紫外
   線硬化型樹脂で満たされたダイの開口部に通すことによ
   り、前記光ファイバテープ心線の外側に紫外線硬化型樹
   脂を塗布する工程であって、前記光ファイバテープ心線
   と前記開口部との隙間は前記光ファイバテープ心線の幅
   方向の方が厚さ方向よりも大きくなっている工程と、 前記光ファイバテープ心線に塗布された紫外線硬化型樹
   脂に紫外線を照射してこの紫外線硬化型樹脂を硬化さ
   せ、幅方向における紫外線硬化型樹脂の厚さが厚さ方向
   における紫外線硬化型樹脂の厚さよりも厚くなっている
   光ファイバテープ心線を製造する工程と、を備えた光フ
   ァイバテープ心線の製造方法。
2. 【請求項２】 前記光ファイバテープ心線の強制的な冷
   却が、ヘリウムガスを用いて行われることを特徴とする
   請求項１に記載の光ファイバテープ心線の製造方法。