JPS59166902A - 光ケ−ブル素子の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光ケーブル素子の製造に当り、１本又は複数
本の光ファイバの周りに高い温度において合成樹脂外囲
体を押出し、次いで光ケーブル素子を冷却し、リール上
に巻装する光ケーブル素子の製造方法及びこの方法を実
施するための装置に関する。

かかる方法は西ドイツ公開特許公報第８１１１９６８号
から既知である。この既知の方法では、光ファイバの周
りにゆるい合成樹脂外囲体（コーティング）の押出しを
行った後、外囲体を常温より高い温度まで冷却し、この
温度において光ケーブル素子を巻装する。光ケーブル素
子の巻装に当り光ファイバに制動力を作用させる。従っ
て光ファイバは外囲体内に最小曲率半径で配置される。

従って光ファイバは外囲体に対しアンダーレングス（ｕ
ｎｄｅｒｌｅｎｇｔｈ　）　ヲ有スル。

次いで光ケーブル素子を更に常温まで冷却する。

外囲体の熱収縮の結果、光ファインこの長さが外囲体の
長さに対し増大する。従って、外囲体の収縮の度合を決
定し調整することにより光フアイバ対外囲体の相対長さ
を決定し調整することができる。

その結果、例えば、先に調整したアンダーレングスを補
正するか又は過度に補正して、オーバーレングス（ｏｖ
ｅｒｌｅｎｇｔｈ　）を呈する光ファイバを有する光ケ
ーブル素子を得ることができる。

光ケ−７”ル素子の光伝送特性は光ファイバのオーバー
レングス、従って光フアイバ外囲体の可逆膨張及び収縮
範囲に著しく依存することが既知である。例えば、オー
バー−レングスが過大である場合には、光ファイバは外
囲体の小さい収縮において既に外囲体の内壁に押しつけ
られ、その結果ダンピングがかなり増大する。オーバー
レングスが過小である場合には、外囲体の膨張において
同じ問題が起る。はぼ一定の光学比が生じる外囲体の膨
張及び収縮範囲も調整されたオーバーレングスによって
決まる。従って、光フアイバ素子の製造後、調整された
オーバーレングスができるだけ維持されるようにする必
要が、ある。

オーバーレングスを調整するため外囲体を常温まで冷却
する際可逆熱収縮を使用した光ケーブル素子においては
、実際上この要件を満足することができないことを見出
した。特に、光ケーブル素子の製造後光ケーブル素子が
、例えば、別の処理過程において、比較的高温に露され
る場合、又は野外での貯蔵に当り太陽による強い放射線
を受ける場合に、この要件を満足することができないこ
とを見出した。温度による影響の結果として、光ケーブ
ル素子の光ファイバのオーバーレングスが、最初に調整
されたオーバーレングスに比べ変化する。温度が低°下
した場合この変化は十分に補正されず、従って光伝送特
性の変化が制御可能な範囲を超えてしまう。

本発明の目的は、上記欠点が生ぜず、かつ光ファイバの
調整されたオーバーレングスが維持される元ケーブル素
子の製造方法を提供するにある。

かかる目的を達成するため本発明の製造方法は、冷却後
、光ケーブル素子を再び加熱し、ある時間にわたり加熱
温度において蓄積しく焼戻し）、最後に常温まで冷却す
ることを特徴とする。

本発明の基礎となる研究から、熱膨張及び収縮の可逆過
程は非可逆収縮と関連していることを見出し、以下この
非可逆収縮を縮み又は縮み過程と称する。この縮みは時
間の経過と共に起る容積及び長さの非可逆減少と考える
必要がある。本発明による熱処理の結果縮み過程はかな
り加速される。

縮み過程は本発明による熱処理の際に全て完了するか又
はその大部分が完了する。

本発明の方法は、その合成樹脂外囲体が光ファイバと係
合する光ケーブル素子の製造において使用することがで
きる。その利点は、時間の経過に際し外囲体の制御不可
能な縮みが起らず、従って光ファイバが、外囲体によっ
て制御不可能な態様で圧力負荷を受けることが最早やな
くなることである。

本発明は光ファイバの周りにゆるい合成樹脂外囲体（コ
ーティング）を備える光ケーブル素子の製造に使用する
と好適である。この場合、熱処理の際に生ずる外囲体の
縮みを用いて外囲体における光ファイバのオーツく−レ
ングスを発生させる。

本発明のこの実施例では、ゆるｌ／Ｘ合成樹脂外囲体を
高い温度において押出し、光ケーブル素子を冷却及び巻
装し、その際前記外囲体に対する光ファイバの初期位置
を固定し、巻装した光ケーブル素子をある時間にわたり
加熱湿度において加熱及び蓄積し、最後に冷却肱縮みの
結果前記外囲体における光ファイバのオーツ（−レング
ス力（得られるようにする０ 従って縮み過程は光ケーブル素子における光ファイバの
オーバーレングスの調整Ｇこ使用するコトができる。例
えば、光ファイノくのアンダーレングススの如き、外囲
体内での光ファイノくの初期位置の調整後、所望のオー
バーレングスが調整されるまで外囲体は縮む。生ずるオ
ーツく−レンク°スの値Ｇま後述するように種々の７マ
ラメータ、例え心よ、焼戻しく加熱温度における蓄積）
時間、押出し直後の外囲体の冷却速度、光ファイノく及
び外囲体の間の初期位置等に依存している。

本発明方法は、新たな一層高い温度の影響のため、縮み
過程の終了後外囲体の長さの大きし）非可逆変化がほぼ
生じなくなるという利点を有する。

従って、種々の外囲体材料との実験から明らかＧこなっ
たように、調整されたオーツく−レンク゛スの制御不可
能、非可逆変化は最早や起らなくなる。

更に本発明方法の他の実施例では、加熱温度を合成樹脂
の軟化温度より僅かに低く選定する。合成樹脂は、比較
的大きい縮み比を有するので比較的大きいオーバーレン
グスを調整できるとｌ／八う利点を有する。合成樹脂の
軟化温度より僅かに低い加熱温度を選択することにより
縮み過程もほぼ完全に行われ、従って調整されたオーバ
ーレングスは最早や非可逆変化を呈しなくなる。

本発明方法の変形例では、外囲体内の光ファイバの初期
位置を調整するため光ファイ／く及び外囲体の間の摩擦
を適切に大きく選定して、アンダーレングスを呈するこ
と無く光ファイバを巻装するようにする。これは、光フ
ァイバが外囲体のほぼ中心に延在することを意味する。

光ファイノく及び外囲体の間のこのように規定された初
期位置は、外囲体の既知の縮み動作を介して所望のオー
バーレングスを調整できるようにするために必要である
。

本発明方法の他の変形例では、初期位置を調整するため
、光ファイバ及び外囲体の間の摩擦を小さく選定する。

光ケーブル素子の巻装に当り光ファイバの制動作用のた
め光ファイバは外囲体内に最小曲率で配置される。かか
る初期位置を調整するため、巻装に当り光ファイバを膨
張させることもできる。これら両方の方法は、初期位置
において光ファイバのアンダーレングスが実現されるの
で、オーバーレングスを調整するための変化範囲がかな
り増大する。

本発明方法の他の変形例では、外井体の押出し後光ケー
ブル素子を小さい冷却速度だけにおいて冷却する。

実際上、縮み過程は、外囲体の押出しに際しても既に部
分的に始ることを見出した。この押出しに際しての縮み
は、押出し後の光ケーブル素子の冷却速度が小さくなる
程大きくなる。従って、光ケーブル素子を緩慢に冷却す
ることにより、その後の加熱及び焼戻し処理において外
囲体の比較的小さい縮み、従って光ケーブル素子の長さ
の小さい変化しか起らない。これにより、押出し後光ケ
ーブル素子の他の処理が容易になる０更に、押出し後の
冷却速度を変えることにより、全体の縮みを調整するた
めの別のパラメータが得られる。

加熱及び焼戻しするため、光ケーブル素子を所望加熱温
度を有する加熱区域に導入して、再現可能な縮みを得る
ことができる。

後続して調整される焼戻し時間は数時間の範囲が好適で
あり、この時間にすべての縮み過程は完全に終了する。

本発明方法の他の変形例では、光ケーブル素子をドラム
上に巻装し、該ドラムをその軸方向に加熱区域を経て移
動する。従ってこの変形例によれば中断されない連続的
製造方法が得られる。

実験の結果、本発明による加熱及び焼戻し過程を通常の
押出し過程と直接組合せることはできないことを見出し
た。押出し過程においては通常の製造速度は典型的には
数メートル７分から始る範凹円にある。加熱及び焼戻し
に利用できる時間は過度に短いので縮みは完了し得ない
Ｏ しかし、最後に述べた変形例によれば、光ケーブル素子
の加熱及び焼戻しに利用できる時間を、通常の押出し及
び製造速度と組合せそかなり延長することができる。こ
れは、押出し及び冷却後光ケーブル素子の速度を、光ケ
ーブル素子を巻装したドラムを介して減速することによ
り達成される。

この目的のためドラムを、加熱区域を通るドラム軸の方
向において移動し、加熱区域の長さを適切に選定して、
所定の製造速度、ドラム及び光ケーブル素子の寸法にお
いて、できるだけ完全な縮みを得るために必要な加熱及
び焼戻し時間が得られるようにする。光ケーブル素子の
後の冷却処理における縮み過程はドラム自体の上で行わ
れるからドラムを半径方向にたわみ得る如く構成して、
外囲体の収縮のための十分なスペースを得ることができ
、完全な縮みを達成できるようにすると好適である。ド
ラムをその長手方向に連続的に移動してドラム上の光ケ
ーブル素子の巻回部が互に一様に並置されるようにする
と好適である。

連続的製造に好適な方法の実施に使用するため本発明の
装置は、光ファイバのための少なくとも１個の蓄積リー
ルと、光ファイバの周りに合成樹脂外囲体を押良す押出
し装置と、押出された外囲体を冷却する冷却浴と、光ケ
ーブル素子を巻装するドラムと、加熱炉とを備え、ドラ
ムを加熱炉を経て軸方向に移動できるよう構成したこと
を特徴とする〇 次に、図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図は合成樹脂の外囲体を有する光信号゛伝送用光ケ
ーブル素子の製造装置を示す。この装置は外囲体を施す
べき光ファイバ２を巻装する蓄積リールｌを備えている
。光ファイバ２は押出し装置３を介して案内し、この押
出し装置は合成樹脂粉末４を充填した容器５から合成樹
脂粉末を供給されて、光ファイバに合成樹脂のゆるい外
囲体６を配設する（第２図参照）。また合成樹脂の外囲
体に数本の光ケーブル２を配置できること勿論である。

外囲体６を形成すべき０合成樹脂は、例えば、部分的結
晶質熱可塑性剤、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリウレタン、ポリぶつ化ビニリデン又は非晶質合
成樹脂、例えばポリ塩化ビニルとする。次いで、光ファ
イバ２と、例えば光学特性を改善するためその内部にゲ
ルを適宜包含できる合成樹脂外囲体６とを備える光ケー
ブル素子７を冷却部８に供給して緩慢に冷却する０冷却
部８は、例えば、その長さを変化できる温度制御水浴と
することができる。

次いで光ケーブル素子７を例えば案内ローダ１１を介し
て（蓄積）ドラム９上に巻装し、更にこのドラムをドラ
ム軸１２の方向に連続的に移動させる。ドラム９は加熱
炉１３内を低速で移動させて、ドラム９上に巻装した光
ケーブル素子７の焼戻しを行う。

光ケーブル素子７をドラム９上に巻装するに当り、例え
ば、まず光ファイバ２における制動力を適切に高く選定
してこの制動力が押出し装置３及びドラム９の間の全長
にわたり光ファイバ２及び外囲体６の間の内部摩擦に打
勝ち、従って光ケーブル素子７を巻装するに当り光ファ
イノく２が外囲体６の内壁と係合するようにし、これを
第２図（こ示す。かかる態様において光ファイバ２の長
さは、特にドラム９の直径１０によっても決まりかつ１
パーセントまでの値にすることができる外囲体６に対し
アンダーレングスを得る０かかる態様において光ファイ
バ２及び外囲体６の間のある初期位置が固定され、これ
は光ファイバ２を有する光ケーブル素子７を規定された
再現可能なオーバーレングスと共に製造するために避け
ることができないものである。

次いで、外囲体６に対し光ファイバ２の所望のオーバー
レングスを調整するための外囲体６の縮み過程を、加熱
炉１８における光ケーブル素子７の焼戻しによって導入
する。この加熱炉は合成樹脂の軟化温度より僅かに低い
加熱温度を有する。

蓄積リール１から引出した光ファイバ２の速度ｖ０にお
ける並進運動をドラム９を介してかなり遅い速度ｖ２の
運動に変換する０ 例えば、１０ｔｎ／分の押、出し速度Ｖ□、外囲体６の
外径１．５闘及びドラム９の直径３Ｑｃｍにおいてはド
ラム９に対しＩ　Ｑ　ｒｐｍの回転速度が得られる一方
、ドラム軸１２の方向におけるドラム９の速度■２は少
なくとも１５　”　７分の値が得られる。

長さ５．４０　ｔｎの加熱炉１３の加熱区域ｌにおいて
６時間の焼戻し時間が必要になり、その場合ドラム９を
一層長くできること勿論である。従って並進速度Ｖ□は
比１：６６６にて減速される。かなり速い押出し速度■
□においても、外囲体材料の相対的に完全な縮みを・達
成できる焼戻し時間を依然として実現することができる
。従って、典型的な押出し速度■、を比１：１００乃至
約１　：　１０００に減速することができる。

焼戻しによって導入される縮み過程も完全に行われるよ
うにするため、ドラム９の外側に圧縮可能材料例えば発
泡材料の層１４を設けて、外囲体の収縮の結果ドラム９
上の光ケーブル素子が不足した場合十分なスペースが維
持されるようにする。

第８図に示した他の好適な実施例では他の弾性層１５例
えば発泡材料層を光ケーブル素子７の個々の屡の間に配
置して、下側の光ケーブル素子７の外囲体が上側の光ケ
ーブル素子と同一態様で縮むにとができるようにする。

焼戻し過程後、光ケーブル素子７を、例えば、ドラＩム
９を加熱場所から除去することにより常温まで冷却する
。その場合に起る外囲体６の非可逆的不足に起因して、
先に調整したアンダーレングスが補正されるか又は過度
に補正されるので、光ファイバ２のオーバーレングスが
調整される。当該合成樹脂の軟化温度の近辺において焼
戻しを行う結果、後続の温度負荷の場合、例えば、被覆
構造にする場合、合成樹脂外囲体６の長さのそれ以上の
非可逆変化が最早や起り得なくなるので、例えば、ケー
ブルに対する所望のオーバーレングスの値を再現可能な
る如く調整することができる。

例えば、空心ケーブル（ａｉｒ　ｃａｂｌｅ　）におけ
る膨張可能ケーブル・コアに対しては大きいオーバーレ
ングスが必要になる。しかし、加熱温度を合成樹脂の軟
化温度より僅かに低くすることもできる。

しかし、この場合には、光ケーブル素子を後で、再び前
記湿度より高い温度に加熱することがないようにする必
要がある。いずれにしても加熱温度を適切に高くして焼
戻しにより外囲体６の非可逆縮み過程が導入されるよう
にする必要がある。

従って上述した方法及び装置によれば、所望のオーバー
レングスの値、特に空心ケーブルにおける膨張可能ケー
ブル・コアに対し約１％という比較的大きい値も、連続
過程即ち中断を伴なわない過程において高い製造速度■
、で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は中断されない（連続）製造過程において、規定
されたオーバーレングスで光ケーブル素子を製造する装
置の一例を示す路線図、第２図はドラムに単層状に巻装
した光ケーブル・素子の一例を示す断面図、 第８図はドラム上に多層状に巻装した光ケーブル素子の
一例を示す断面図である。 工・・・蓄積リール　　　　２・・・光ファイバａ・・
・押出し装置　　　　４・・・合成樹脂粉末５・・・容
器　　　　　　　６・・・外囲体７・°・光ケーブル素
子　　８・・・冷却部９・・・ドラム　　　　　　　１
１・・・案内ローラ１２・・・ドラム軸　　　　　１３
・・・加熱炉１４・・・圧縮可能材料層 １５・・・弾性層。 ｅ−許ｍ願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光ケーブル素子の製造に当り、１本又は複数本の光
   ファイバの周りに高い温度において合成樹脂外囲体を押
   出し、次いで光ケーブル業子を冷却し、リール上に巻装
   する光ケープ□　　　　ル素子の製造方法において、冷
   却後、光ケーブル素子を再び加熱し、ある時間にわたり
   加熱温度において蓄積しく焼戻し）、最後に常温まで冷
   却することを特徴とする光ケーブル素子の製造方法。 ス　ゆるい合成樹脂外囲体を高い温度において押出し、
   光ケーブル素子を冷却及び巻装し、その際前記外囲体に
   対する光ファイバの初期位置を固定し、巻装した光ケー
   ブル素子をある時間にわたり加熱温度において加熱及び
   蓄積し・最後に冷却し、縮みの結果前記外囲体における
   光ファイバのオーバーレングスが得られる特許請求の範
   囲第１項記載の製造方法。 ８、　加熱温度が合成樹脂の軟化温度より僅かに低い特
   許請求の範囲第１又は２項記載の製造方法。 ４、　光ケーブル素子をドラム上に巻５、襞し、該ドラ
   ムをその軸方向に加熱区域を特徴とする特許請求の範囲
   第２又は３項記載の製造方法。 ５　特許請求の範囲第４項記載の製造方法を実施するた
   め、光ファイバのための少なくとも１個の蓄積リールと
   、光ファイバの周りに合成樹脂外囲体を押出す押出し装
   置と、押出された外囲体を冷却する冷却浴と、光ケーブ
   ル素子を巻装するドラムと、加熱炉とを備え、ドラムを
   加熱炉を経て軸方向に移動できるよう構成したことを特
   徴とする光ケーブル素子製造装置。 ａ　ドラムの外側に圧縮可能材料の層を備える特許請求
   の範囲第５項記載の製造装置。 ７、　圧縮可能材料の層を、ドラム上に巻装した光ケー
   ブル素子の種々、の層の間に配設する特許請求の範囲第
   ５又は６項記載の製造装置。