JPH10316452A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
光ファイバの製造方法Info
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- JPH10316452A JPH10316452A JP10027504A JP2750498A JPH10316452A JP H10316452 A JPH10316452 A JP H10316452A JP 10027504 A JP10027504 A JP 10027504A JP 2750498 A JP2750498 A JP 2750498A JP H10316452 A JPH10316452 A JP H10316452A
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- optical fiber
- resin
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
- C03C25/1065—Multiple coatings
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被覆工程をさらに高速化し、高い生産性を可
能とすることで、低コストな光ファイバを製造すること
ができる光ファイバの製造方法を提供する。 【解決手段】 速度６００ｍ／ｍｉｎより高速で光ファ
イバ母材１から線引し、一次被覆を施した光ファイバ
に、液状紫外線硬化樹脂９をコーティングダイスにより
塗布した後、紫外線照射装置８を通過させて、前記液状
紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファイバを製造するに当
り、ストレスレオメータを使用して測定した法線応力
が、２０℃、せん断速度２．０×１０3 ｓｅｃ-1におい
て４．０×１０2 Ｐａ以下である液状紫外線硬化樹脂を
用いる光ファイバの製造方法。
能とすることで、低コストな光ファイバを製造すること
ができる光ファイバの製造方法を提供する。 【解決手段】 速度６００ｍ／ｍｉｎより高速で光ファ
イバ母材１から線引し、一次被覆を施した光ファイバ
に、液状紫外線硬化樹脂９をコーティングダイスにより
塗布した後、紫外線照射装置８を通過させて、前記液状
紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファイバを製造するに当
り、ストレスレオメータを使用して測定した法線応力
が、２０℃、せん断速度２．０×１０3 ｓｅｃ-1におい
て４．０×１０2 Ｐａ以下である液状紫外線硬化樹脂を
用いる光ファイバの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの製造
方法に関し、特に、一次被覆を施した光ファイバに、そ
の保護材料として使用される二次被覆用紫外線硬化樹脂
を高速で被覆する方法に関するものである。
方法に関し、特に、一次被覆を施した光ファイバに、そ
の保護材料として使用される二次被覆用紫外線硬化樹脂
を高速で被覆する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光ファ
イバは、機械的強度や伝送特性の観点から、複数の被覆
層が施されることが一般的である。例えば、一次被覆層
及び二次被覆層として、比較的ヤング率の低い紫外線硬
化樹脂と比較的ヤング率の高い紫外線硬化樹脂とをそれ
ぞれ被覆することが行われている。以下、この紫外線硬
化樹脂を被覆する工程を、図１を参照して簡単に説明す
る。まず、光ファイバ母材１を線引炉２で加熱溶融して
延伸し、所定の径を有する光ファイバ素線３とし、その
光ファイバ素線３を被覆装置４（ニップル、コーティン
グダイス）中を通過させることにより、その外周に液状
の一次被覆用紫外線硬化樹脂６を塗布し、さらに紫外線
を照射する硬化装置５（ＵＶランプ）内を通過させるこ
とにより、この樹脂を硬化させて、光ファイバに一次被
覆層を形成させる。さらに、この一次被覆された光ファ
イバを同様な被覆装置７、硬化装置８を通過させること
により、一次被覆層の上に二次被覆用紫外線硬化樹脂９
による二次被覆層を形成させる。このようにして被覆層
を形成した光ファイバ１０を巻取機１１で巻取る。この
工程は、被覆厚さを制御するために、上方から下方に向
けての垂直ライン上で行われる。
イバは、機械的強度や伝送特性の観点から、複数の被覆
層が施されることが一般的である。例えば、一次被覆層
及び二次被覆層として、比較的ヤング率の低い紫外線硬
化樹脂と比較的ヤング率の高い紫外線硬化樹脂とをそれ
ぞれ被覆することが行われている。以下、この紫外線硬
化樹脂を被覆する工程を、図１を参照して簡単に説明す
る。まず、光ファイバ母材１を線引炉２で加熱溶融して
延伸し、所定の径を有する光ファイバ素線３とし、その
光ファイバ素線３を被覆装置４（ニップル、コーティン
グダイス）中を通過させることにより、その外周に液状
の一次被覆用紫外線硬化樹脂６を塗布し、さらに紫外線
を照射する硬化装置５（ＵＶランプ）内を通過させるこ
とにより、この樹脂を硬化させて、光ファイバに一次被
覆層を形成させる。さらに、この一次被覆された光ファ
イバを同様な被覆装置７、硬化装置８を通過させること
により、一次被覆層の上に二次被覆用紫外線硬化樹脂９
による二次被覆層を形成させる。このようにして被覆層
を形成した光ファイバ１０を巻取機１１で巻取る。この
工程は、被覆厚さを制御するために、上方から下方に向
けての垂直ライン上で行われる。
【０００３】ところで、近年、光ファイバは、その需要
の増加に伴い、生産性を一層高めることが要請されるよ
うになっており、特に、紫外線硬化樹脂を被覆する上記
工程の高速化が検討されているが、この被覆工程の高速
化に関しては、技術上の問題が発生している。すなわ
ち、被覆工程を高速化した場合、二次被覆用紫外線硬化
樹脂が安定かつ均一に塗布できなくなるという問題があ
る。このような問題に対する方法として、特公平７−５
３３６号公報に記載された方法がある。この方法は、光
ファイバに塗布する液状の紫外線硬化樹脂の塗布温度
と、その温度における限界せん断速度以下の領域におけ
る粘度を所定の範囲に制御することにより、被覆時にお
いて、コーティングダイス内で発生する樹脂の塗布不良
（すべり）を防止する方法であるが、その実施例に示さ
れるように、その被覆速度は、１００〜６００ｍ／ｍｉ
ｎであり、最近の一層の高速化に十分対応しえるもので
はない。さらに、この先行技術では、樹脂の塗布温度が
６０℃乃至１００℃の範囲であることから、光ファイバ
用途として一般的に使用されているウレタンアクリレー
ト系の紫外線硬化樹脂を被覆する方法として望ましい条
件ではない。
の増加に伴い、生産性を一層高めることが要請されるよ
うになっており、特に、紫外線硬化樹脂を被覆する上記
工程の高速化が検討されているが、この被覆工程の高速
化に関しては、技術上の問題が発生している。すなわ
ち、被覆工程を高速化した場合、二次被覆用紫外線硬化
樹脂が安定かつ均一に塗布できなくなるという問題があ
る。このような問題に対する方法として、特公平７−５
３３６号公報に記載された方法がある。この方法は、光
ファイバに塗布する液状の紫外線硬化樹脂の塗布温度
と、その温度における限界せん断速度以下の領域におけ
る粘度を所定の範囲に制御することにより、被覆時にお
いて、コーティングダイス内で発生する樹脂の塗布不良
（すべり）を防止する方法であるが、その実施例に示さ
れるように、その被覆速度は、１００〜６００ｍ／ｍｉ
ｎであり、最近の一層の高速化に十分対応しえるもので
はない。さらに、この先行技術では、樹脂の塗布温度が
６０℃乃至１００℃の範囲であることから、光ファイバ
用途として一般的に使用されているウレタンアクリレー
ト系の紫外線硬化樹脂を被覆する方法として望ましい条
件ではない。
【０００４】すなわち、被覆工程の高速化を行った場
合、上記の従来の方法では二次被覆用紫外線硬化樹脂を
安定かつ均一に塗布できる被覆速度の上限が６００ｍ／
ｍｉｎ付近であり、これ以上の被覆速度にした場合、二
次被覆用紫外線硬化樹脂が安定かつ均一に塗布できなく
なり、しかも樹脂の塗布温度を高温にする塗布条件が必
要であるという問題があった。特に、本発明者らの検討
によると、従来の方法では被覆速度をさらに高速化（例
えば６００ｍ／ｍｉｎより高速）とすると被覆装置７の
上部の光ファイバ線の導入穴から二次被覆用紫外線硬化
樹脂が溢流する現象が起き、安定、かつ、均一な塗布が
行えなくなるという問題が生じた。本発明は、この問題
を解決することにより、被覆工程をさらに高速化し、高
い生産性を可能とすることで、低コストな光ファイバを
製造することができる光ファイバの製造方法を提供する
ことを目的とする。
合、上記の従来の方法では二次被覆用紫外線硬化樹脂を
安定かつ均一に塗布できる被覆速度の上限が６００ｍ／
ｍｉｎ付近であり、これ以上の被覆速度にした場合、二
次被覆用紫外線硬化樹脂が安定かつ均一に塗布できなく
なり、しかも樹脂の塗布温度を高温にする塗布条件が必
要であるという問題があった。特に、本発明者らの検討
によると、従来の方法では被覆速度をさらに高速化（例
えば６００ｍ／ｍｉｎより高速）とすると被覆装置７の
上部の光ファイバ線の導入穴から二次被覆用紫外線硬化
樹脂が溢流する現象が起き、安定、かつ、均一な塗布が
行えなくなるという問題が生じた。本発明は、この問題
を解決することにより、被覆工程をさらに高速化し、高
い生産性を可能とすることで、低コストな光ファイバを
製造することができる光ファイバの製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため種々検討を重ねた結果、上記溢流が二次被
覆の不安定化及び不均一化に関係しており、二次被覆に
おける光ファイバへの液状紫外線硬化樹脂の法線応力の
作用がその二次被覆における樹脂被覆層の塗布の安定化
及び均一化と上記の溢流防止に密接に関係することを見
い出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。
達成するため種々検討を重ねた結果、上記溢流が二次被
覆の不安定化及び不均一化に関係しており、二次被覆に
おける光ファイバへの液状紫外線硬化樹脂の法線応力の
作用がその二次被覆における樹脂被覆層の塗布の安定化
及び均一化と上記の溢流防止に密接に関係することを見
い出し、この知見に基づき本発明をなすに至った。
【０００６】すなわち本発明は、（１）速度６００ｍ／
ｍｉｎより高速で光ファイバ母材から線引し、一次被覆
を施した光ファイバに、液状紫外線硬化樹脂をコーティ
ングダイスにより塗布した後、紫外線照射装置を通過さ
せて、前記液状紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファイバ
を製造するに当り、ストレスレオメータを使用して測定
した法線応力が、２０℃、せん断速度２．０×１０3 ｓ
ｅｃ-1において４．０×１０2 Ｐａ以下である液状紫外
線硬化樹脂を用いることを特徴とする光ファイバの製造
方法、及び（２）前記液状紫外線硬化樹脂として、キャ
ピラリーレオメータを使用して測定した４０℃における
零せん断粘度が２０００ｃｐｓ以下のものを用いること
を特徴とする（１）項記載の光ファイバの製造方法を提
供するものである。
ｍｉｎより高速で光ファイバ母材から線引し、一次被覆
を施した光ファイバに、液状紫外線硬化樹脂をコーティ
ングダイスにより塗布した後、紫外線照射装置を通過さ
せて、前記液状紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファイバ
を製造するに当り、ストレスレオメータを使用して測定
した法線応力が、２０℃、せん断速度２．０×１０3 ｓ
ｅｃ-1において４．０×１０2 Ｐａ以下である液状紫外
線硬化樹脂を用いることを特徴とする光ファイバの製造
方法、及び（２）前記液状紫外線硬化樹脂として、キャ
ピラリーレオメータを使用して測定した４０℃における
零せん断粘度が２０００ｃｐｓ以下のものを用いること
を特徴とする（１）項記載の光ファイバの製造方法を提
供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において用いられる液状紫
外線硬化樹脂は、２０℃、せん断速度２．０×１０3 ｓ
ｅｃ-1において、ストレスレオメータを使用して測定し
た法線応力が４．０×１０2 Ｐａ以下のものである。こ
の場合、法線応力が小さい樹脂ほど、被覆速度が増加し
た場合において樹脂溢れが発生しにくい。具体的には、
ストレスレオメータを使用して測定した樹脂の法線応力
が上記の値のものが、６００ｍ／ｍｉｎを越える速度に
おいても均一な被覆を可能にする。
外線硬化樹脂は、２０℃、せん断速度２．０×１０3 ｓ
ｅｃ-1において、ストレスレオメータを使用して測定し
た法線応力が４．０×１０2 Ｐａ以下のものである。こ
の場合、法線応力が小さい樹脂ほど、被覆速度が増加し
た場合において樹脂溢れが発生しにくい。具体的には、
ストレスレオメータを使用して測定した樹脂の法線応力
が上記の値のものが、６００ｍ／ｍｉｎを越える速度に
おいても均一な被覆を可能にする。
【０００８】法線応力が４．０×１０2 Ｐａを越える
と、安定、均一な被覆が行えず、溢流が生ずる。これは
次のように考えられる。高速被覆では、光ファイバが樹
脂を引っ張る牽引力は大きくなるが、光ファイバが通過
する近傍において、せん断速度が増加するため、樹脂の
粘度が低下し、樹脂を引っ張ることができなくなる（図
２の例えばグラフＡのａ部参照）。この結果、被覆速度
（せん断速度）が増加するとコーティングに必要な量の
樹脂が供給されてもコーティングダイスの上方に設けら
れたニップルから、樹脂が溢れ出し、二次被覆層が均一
にコーティングできないという問題が発生する。
と、安定、均一な被覆が行えず、溢流が生ずる。これは
次のように考えられる。高速被覆では、光ファイバが樹
脂を引っ張る牽引力は大きくなるが、光ファイバが通過
する近傍において、せん断速度が増加するため、樹脂の
粘度が低下し、樹脂を引っ張ることができなくなる（図
２の例えばグラフＡのａ部参照）。この結果、被覆速度
（せん断速度）が増加するとコーティングに必要な量の
樹脂が供給されてもコーティングダイスの上方に設けら
れたニップルから、樹脂が溢れ出し、二次被覆層が均一
にコーティングできないという問題が発生する。
【０００９】この被覆装置の上部からの溢流を防ぐた
め、樹脂の温度を変更し、その粘度をコントロールする
方法も考えられる。しかし、光ファイバの製造環境と紫
外線硬化樹脂の合成温度を考えた場合、室温より低い温
度や５０℃以上の温度で塗布することは好ましくない。
さらに、後述の図５において説明するが、高速被覆にお
いて、液状樹脂はせん断速度が高くなるとその粘度が急
激に低下し、被覆の安定化、均一化に寄与しなくなり温
度を変更することで粘度をコントロールしても、被覆速
度が増加した場合に発生する樹脂溢れを完全に防止する
ことができない。この現象を解明するために、発明者ら
は、被覆速度が増加した場合に発生する樹脂溢れは、樹
脂の粘度の低下と樹脂に加える圧力の増加だけでなく、
コーティングダイスの壁面と光ファイバの近傍における
樹脂の速度勾配の増加に起因する法線応力効果が関係す
ると考えた。そして検討を重ね、被覆速度が大きく増加
した場合、コーティングダイス中の樹脂には、粘度の低
下だけでなく、ファイバの巻取方向（下方向）以外の力
が加わるために、ファイバが樹脂を牽引しにくくなり、
この力をストレスレオメータによる法線応力と対応さ
せ、被覆速度との関係を見出し、この知見に基づき本発
明をなすに至った。
め、樹脂の温度を変更し、その粘度をコントロールする
方法も考えられる。しかし、光ファイバの製造環境と紫
外線硬化樹脂の合成温度を考えた場合、室温より低い温
度や５０℃以上の温度で塗布することは好ましくない。
さらに、後述の図５において説明するが、高速被覆にお
いて、液状樹脂はせん断速度が高くなるとその粘度が急
激に低下し、被覆の安定化、均一化に寄与しなくなり温
度を変更することで粘度をコントロールしても、被覆速
度が増加した場合に発生する樹脂溢れを完全に防止する
ことができない。この現象を解明するために、発明者ら
は、被覆速度が増加した場合に発生する樹脂溢れは、樹
脂の粘度の低下と樹脂に加える圧力の増加だけでなく、
コーティングダイスの壁面と光ファイバの近傍における
樹脂の速度勾配の増加に起因する法線応力効果が関係す
ると考えた。そして検討を重ね、被覆速度が大きく増加
した場合、コーティングダイス中の樹脂には、粘度の低
下だけでなく、ファイバの巻取方向（下方向）以外の力
が加わるために、ファイバが樹脂を牽引しにくくなり、
この力をストレスレオメータによる法線応力と対応さ
せ、被覆速度との関係を見出し、この知見に基づき本発
明をなすに至った。
【００１０】さらに、本発明において、被覆速度（せん
断速度）と粘度の間には、前述のような関係があること
から、光ファイバが樹脂を引っ張れなくなる粘度（塗布
限界粘度）が高せん断領域にある樹脂ほど、被覆速度を
増加させることに対して有利である（図２：グラフＢよ
りグラフＡの方がより高速で被覆を行うことができ
る。）。本発明において、キャピラリーレオメータを使
用して測定した前記液状紫外線硬化樹脂の４０℃におけ
る零せん断粘度が２０００ｃｐｓ以下であることが好ま
しい。
断速度）と粘度の間には、前述のような関係があること
から、光ファイバが樹脂を引っ張れなくなる粘度（塗布
限界粘度）が高せん断領域にある樹脂ほど、被覆速度を
増加させることに対して有利である（図２：グラフＢよ
りグラフＡの方がより高速で被覆を行うことができ
る。）。本発明において、キャピラリーレオメータを使
用して測定した前記液状紫外線硬化樹脂の４０℃におけ
る零せん断粘度が２０００ｃｐｓ以下であることが好ま
しい。
【００１１】被覆速度を増加させるために、塗布限界粘
度を高せん断速度側に移動させることにより、樹脂を塗
布する際の温度を低下させたり、樹脂の構成成分の種類
や量を変更する方法があるが、この結果、せん断速度−
粘度の関係を示す流動曲線は高せん断速度側だけでなく
高粘度側にも移動し、樹脂の零せん断粘度が高くなる。
樹脂の零せん断粘度が高すぎると、光ファイバが樹脂に
接触する際の抵抗力も高くなるため、被覆速度が増加し
ていった場合に断線してしまう可能性が高くなるという
問題がある。したがってキャピラリーレオメータを使用
して測定した樹脂の４０℃における零せん断粘度を２０
００ｃｐｓ以下とするのが好ましい。零せん断粘度がこ
の上限を越えると塗布限界粘度は高せん断領域に存在す
るが、前述の断線が発生することから、従来以上に被覆
速度を上げることができない。
度を高せん断速度側に移動させることにより、樹脂を塗
布する際の温度を低下させたり、樹脂の構成成分の種類
や量を変更する方法があるが、この結果、せん断速度−
粘度の関係を示す流動曲線は高せん断速度側だけでなく
高粘度側にも移動し、樹脂の零せん断粘度が高くなる。
樹脂の零せん断粘度が高すぎると、光ファイバが樹脂に
接触する際の抵抗力も高くなるため、被覆速度が増加し
ていった場合に断線してしまう可能性が高くなるという
問題がある。したがってキャピラリーレオメータを使用
して測定した樹脂の４０℃における零せん断粘度を２０
００ｃｐｓ以下とするのが好ましい。零せん断粘度がこ
の上限を越えると塗布限界粘度は高せん断領域に存在す
るが、前述の断線が発生することから、従来以上に被覆
速度を上げることができない。
【００１２】本発明方法において、液状紫外線硬化樹脂
の被覆する際の樹脂の温度は特に制限はないが、通常５
０℃未満、好ましくは３０〜４５℃である。本発明方法
は、少なくとも一層の樹脂被覆（例えばプライマリー樹
脂被覆）を施してある光ファイバにさらに液状紫外線硬
化樹脂を被覆する方法である。具体的には、例えば内側
の一次被覆層として、０．１〜０．３ｋｇｆ／ｍｍ2 程
度の比較的ヤング率の低い紫外線硬化樹脂が使用され、
その外側の二次被覆層として、５０〜１５０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 程度の比較的ヤング率の高い紫外線硬化樹脂が使用
されている。この二次的に被覆する液状紫外線硬化樹脂
としては、前記の、ストレスレオメータで測定した法線
応力及びキャピラリーレオメータで測定した零せん断粘
度以外の点は特に制限はない。本発明における紫外線硬
化樹脂としては、被覆の目的に合わせて各種のものが用
いられ、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレー
ト系、シリコーンアクリレート系、ポリエステルアクリ
レート系などの通常の紫外線硬化樹脂から選ばれるが、
可とう性、密着性、耐候性などの点から、ウレタンアク
リレート系が好ましい。
の被覆する際の樹脂の温度は特に制限はないが、通常５
０℃未満、好ましくは３０〜４５℃である。本発明方法
は、少なくとも一層の樹脂被覆（例えばプライマリー樹
脂被覆）を施してある光ファイバにさらに液状紫外線硬
化樹脂を被覆する方法である。具体的には、例えば内側
の一次被覆層として、０．１〜０．３ｋｇｆ／ｍｍ2 程
度の比較的ヤング率の低い紫外線硬化樹脂が使用され、
その外側の二次被覆層として、５０〜１５０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 程度の比較的ヤング率の高い紫外線硬化樹脂が使用
されている。この二次的に被覆する液状紫外線硬化樹脂
としては、前記の、ストレスレオメータで測定した法線
応力及びキャピラリーレオメータで測定した零せん断粘
度以外の点は特に制限はない。本発明における紫外線硬
化樹脂としては、被覆の目的に合わせて各種のものが用
いられ、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレー
ト系、シリコーンアクリレート系、ポリエステルアクリ
レート系などの通常の紫外線硬化樹脂から選ばれるが、
可とう性、密着性、耐候性などの点から、ウレタンアク
リレート系が好ましい。
【００１３】この紫外線硬化樹脂の法線応力は、その樹
脂のオリゴマーやモノマーの種類やその配合比率、分子
構造、分子量などにより異なる。このような条件を変え
て樹脂を合成することにより法線応力を本発明の規定す
る範囲のものとできる。本発明で規定する法線応力をも
つ紫外線硬化樹脂は、ストレスレオメータ（ＨＡＡＫＥ
社製、レオストレスＲＳ１５０にノーマルフォースセン
サーを取付）を用いて容易に選択することができる。ま
た、本発明で規定する零せん断粘度を有する紫外線硬化
樹脂は、キャピラリーレオメータ（東洋精機社製、キャ
ピログラフ１Ｂ）を用いて容易に選択することができ
る。零せん断粘度については、せん断速度と粘度の関係
において、臨界せん断速度以下の曲線を０ｓｅｃ-1に外
挿した値とした（図２参照）。本発明方法の実施は、基
本的には前記の図１に示したフローシートに従って実施
することができる。この場合に、本発明に用いるコーテ
ィングダイスを有する被覆装置自体は特に構造に制限は
ないが、例えば、図３に拡大断面図で示すものがある。
図中２０はコーティングダイス、２１はニップル、２２
は紫外線硬化樹脂、２３は紫外線硬化樹脂を被覆する光
ファイバ、２４が光ファイバが通過する穴である。ま
た、本発明方法は、光ファイバの被覆構造などにおい
て、特に限定されるものではない。
脂のオリゴマーやモノマーの種類やその配合比率、分子
構造、分子量などにより異なる。このような条件を変え
て樹脂を合成することにより法線応力を本発明の規定す
る範囲のものとできる。本発明で規定する法線応力をも
つ紫外線硬化樹脂は、ストレスレオメータ（ＨＡＡＫＥ
社製、レオストレスＲＳ１５０にノーマルフォースセン
サーを取付）を用いて容易に選択することができる。ま
た、本発明で規定する零せん断粘度を有する紫外線硬化
樹脂は、キャピラリーレオメータ（東洋精機社製、キャ
ピログラフ１Ｂ）を用いて容易に選択することができ
る。零せん断粘度については、せん断速度と粘度の関係
において、臨界せん断速度以下の曲線を０ｓｅｃ-1に外
挿した値とした（図２参照）。本発明方法の実施は、基
本的には前記の図１に示したフローシートに従って実施
することができる。この場合に、本発明に用いるコーテ
ィングダイスを有する被覆装置自体は特に構造に制限は
ないが、例えば、図３に拡大断面図で示すものがある。
図中２０はコーティングダイス、２１はニップル、２２
は紫外線硬化樹脂、２３は紫外線硬化樹脂を被覆する光
ファイバ、２４が光ファイバが通過する穴である。ま
た、本発明方法は、光ファイバの被覆構造などにおい
て、特に限定されるものではない。
【００１４】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。図１の工程に従い、外径１２５μｍの光ファ
イバ（ガラスファイバ）素線を線引きし、その外周にウ
レタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を一次被覆して外
径２００μｍの被覆光ファイバとし、これを表１に示す
６種類のウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂で被覆
して外径２５０μｍφの光ファイバに仕上げた。この際
に温度（４０℃）、ニップル、コーティングダイス、被
覆厚さ、紫外線照射量などの条件を同一にして、その塗
布限界速度（塗布速度を上げてゆき、塗布の均一性や安
定性が低下する限界の速度）を試験した。その結果を表
１に示した。二次被覆に使用した６種類の紫外線硬化樹
脂（Ａ〜Ｆ）について、２０℃の法線応力のせん断速度
依存性を測定した結果を図４に示した。また、粘度のせ
ん断速度依存性を測定した結果を図５に示した。なお、
これらの樹脂のせん断速度と法線応力の関係（図４）は
ストレスレオメータ（ＨＡＡＫＥ社製、レオストレスＲ
Ｓ１５０ ノーマルフォースセンサー）、せん断速度と
粘度の関係（図５）はキャピラリーレオメータ（東洋精
機社製、キャピログラフ１Ｂ）で試験した。
説明する。図１の工程に従い、外径１２５μｍの光ファ
イバ（ガラスファイバ）素線を線引きし、その外周にウ
レタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を一次被覆して外
径２００μｍの被覆光ファイバとし、これを表１に示す
６種類のウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂で被覆
して外径２５０μｍφの光ファイバに仕上げた。この際
に温度（４０℃）、ニップル、コーティングダイス、被
覆厚さ、紫外線照射量などの条件を同一にして、その塗
布限界速度（塗布速度を上げてゆき、塗布の均一性や安
定性が低下する限界の速度）を試験した。その結果を表
１に示した。二次被覆に使用した６種類の紫外線硬化樹
脂（Ａ〜Ｆ）について、２０℃の法線応力のせん断速度
依存性を測定した結果を図４に示した。また、粘度のせ
ん断速度依存性を測定した結果を図５に示した。なお、
これらの樹脂のせん断速度と法線応力の関係（図４）は
ストレスレオメータ（ＨＡＡＫＥ社製、レオストレスＲ
Ｓ１５０ ノーマルフォースセンサー）、せん断速度と
粘度の関係（図５）はキャピラリーレオメータ（東洋精
機社製、キャピログラフ１Ｂ）で試験した。
【００１５】この試験に用いた樹脂Ａ〜Ｆは、全てウレ
タンアクリレート系紫外線硬化樹脂であり、光ファイバ
の二次被覆用樹脂として通常用いられているものであ
る。この中で樹脂Ａと樹脂Ｂ、樹脂Ｅと樹脂Ｆは、それ
ぞれオリゴマー、モノマーの構造が等しいが、その配合
比率が異なっている。
タンアクリレート系紫外線硬化樹脂であり、光ファイバ
の二次被覆用樹脂として通常用いられているものであ
る。この中で樹脂Ａと樹脂Ｂ、樹脂Ｅと樹脂Ｆは、それ
ぞれオリゴマー、モノマーの構造が等しいが、その配合
比率が異なっている。
【００１６】この中で実施例１〜３の樹脂Ａ〜Ｃは、２
０℃、２．０×１０3 ｓｅｃ-1における法線応力が４．
０×１０2 Ｐａ以下であり、６００ｍ／ｍｉｎを越える
高速での速度での被覆が可能であった。（図５との対比
から、粘度のせん断速度依存性は樹脂Ａ〜Ｆの間で、法
線応力のせん断速度依存性との対応関係になく、この場
合、粘度によって塗布限界速度を規定することができな
いといえる。）特に、実施例１の樹脂Ａと同一構成成分
であり、その構成成分の比率を変更することで、せん断
速度−粘度の流動曲線を高粘度側に移動させることで、
塗布限界粘度を高せん断速度側に移動させた実施例２の
樹脂Ｂは、樹脂Ａと比較して、さらに、高速での被覆が
可能であった。また、実施例１、２の樹脂Ａ、Ｂと異な
る成分で構成されている実施例３の樹脂Ｃについても、
高速での被覆が可能であった。また、樹脂Ｄ〜Ｆを用い
た比較例１〜３では、２０℃、２．０×１０3 ｓｅｃ-1
における法線応力が４．０×１０2 Ｐａを越え、高速で
の被覆が不可能であった。また、比較例１（樹脂Ｄ）
は、樹脂の溢流がみられなかったが、零せん断粘度が高
いために被覆速度が増加するに従って光ファイバへかか
る抵抗力が増加したために断線が発生し、限界塗布速度
は４５０ｍ／ｍｉｎであった。樹脂粘度による断線の影
響をなくすため、比較例２で、樹脂温度を４０℃から４
５℃へ増加させ、零せん断粘度を２０００ｃｐｓ以下に
して被覆したが、６００ｍ／ｍｉｎを越える高速での被
覆は不可能であった。
０℃、２．０×１０3 ｓｅｃ-1における法線応力が４．
０×１０2 Ｐａ以下であり、６００ｍ／ｍｉｎを越える
高速での速度での被覆が可能であった。（図５との対比
から、粘度のせん断速度依存性は樹脂Ａ〜Ｆの間で、法
線応力のせん断速度依存性との対応関係になく、この場
合、粘度によって塗布限界速度を規定することができな
いといえる。）特に、実施例１の樹脂Ａと同一構成成分
であり、その構成成分の比率を変更することで、せん断
速度−粘度の流動曲線を高粘度側に移動させることで、
塗布限界粘度を高せん断速度側に移動させた実施例２の
樹脂Ｂは、樹脂Ａと比較して、さらに、高速での被覆が
可能であった。また、実施例１、２の樹脂Ａ、Ｂと異な
る成分で構成されている実施例３の樹脂Ｃについても、
高速での被覆が可能であった。また、樹脂Ｄ〜Ｆを用い
た比較例１〜３では、２０℃、２．０×１０3 ｓｅｃ-1
における法線応力が４．０×１０2 Ｐａを越え、高速で
の被覆が不可能であった。また、比較例１（樹脂Ｄ）
は、樹脂の溢流がみられなかったが、零せん断粘度が高
いために被覆速度が増加するに従って光ファイバへかか
る抵抗力が増加したために断線が発生し、限界塗布速度
は４５０ｍ／ｍｉｎであった。樹脂粘度による断線の影
響をなくすため、比較例２で、樹脂温度を４０℃から４
５℃へ増加させ、零せん断粘度を２０００ｃｐｓ以下に
して被覆したが、６００ｍ／ｍｉｎを越える高速での被
覆は不可能であった。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光ファ
イバの製造方法では、被覆工程の高速化によって生産性
が向上し、低コストで光ファイバを提供することが可能
となる。
イバの製造方法では、被覆工程の高速化によって生産性
が向上し、低コストで光ファイバを提供することが可能
となる。
【図１】本発明を実施する製造工程の１例の説明図であ
る。
る。
【図２】被覆用樹脂のせん断速度と粘度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】樹脂被覆装置の拡大断面図である。
【図４】被覆用樹脂の法線応力のせん断速度との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】被覆用樹脂のせん断速度と粘度との関係を示す
グラフである。
グラフである。
１ 光ファイバ母材 ２ 線引炉 ３ 光ファイバ素線 ４ 被覆装置 ５ 硬化装置（ＵＶランプ） ６ 一次被覆用紫外線硬化樹脂 ７ 被覆装置 ８ 硬化装置（ＵＶランプ） ９ 二次被覆用紫外線硬化樹脂 １０ 光ファイバ １１ 巻取機
フロントページの続き (72)発明者 高木 清史 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 速度６００ｍ／ｍｉｎより高速で光ファ
イバ母材から線引し、一次被覆を施した光ファイバに、
液状紫外線硬化樹脂をコーティングダイスにより塗布し
た後、紫外線照射装置を通過させて、前記液状紫外線硬
化樹脂を硬化させて光ファイバを製造するに当り、スト
レスレオメータを使用して測定した法線応力が、２０
℃、せん断速度２．０×１０3 ｓｅｃ-1において４．０
×１０2Ｐａ以下である液状紫外線硬化樹脂を用いるこ
とを特徴とする光ファイバの製造方法。 - 【請求項２】 前記液状紫外線硬化樹脂として、キャピ
ラリーレオメータを使用して測定した４０℃における零
せん断粘度が２０００ｃｐｓ以下のものを用いることを
特徴とする請求項１記載の光ファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10027504A JPH10316452A (ja) | 1997-03-18 | 1998-02-09 | 光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6510997 | 1997-03-18 | ||
| JP9-65109 | 1997-03-18 | ||
| JP10027504A JPH10316452A (ja) | 1997-03-18 | 1998-02-09 | 光ファイバの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10316452A true JPH10316452A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=26365433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10027504A Pending JPH10316452A (ja) | 1997-03-18 | 1998-02-09 | 光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10316452A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004029823A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Degussa Ag | ファイバーコアと、単層又は多層で構成されたファイバークラッドとを有するポリマー光導波体を有する光ケーブル |
| US7041334B2 (en) | 2001-12-13 | 2006-05-09 | Fujikura Ltd. | Optical fiber drawing die and drawing method therefor |
| JP2009227522A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバの製造方法 |
| JP2009265681A (ja) * | 2009-06-19 | 2009-11-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ素線 |
-
1998
- 1998-02-09 JP JP10027504A patent/JPH10316452A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7041334B2 (en) | 2001-12-13 | 2006-05-09 | Fujikura Ltd. | Optical fiber drawing die and drawing method therefor |
| JP2004029823A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Degussa Ag | ファイバーコアと、単層又は多層で構成されたファイバークラッドとを有するポリマー光導波体を有する光ケーブル |
| JP2009227522A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバの製造方法 |
| JP2009265681A (ja) * | 2009-06-19 | 2009-11-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ素線 |
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