JPS64336B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 技術分野 本発明は光伝送用ガラスフアイバ（以下、光フ
アイバと略す）のプラスチツク被覆による補強方
法に関するものであり、光伝送特性に優れ、かつ
十分な強度と耐候性を有する被覆フアイバを提供
することを目的とするものである。

(ロ) 背景技術 光フアイバは可とう性の保持等の理由から直径
が200μｍないしはそれ以下と細く、かつ材質的
に非常に脆いものであるため、これをそのまま伝
送線路として使用することは機械的強度の面から
みて、不可能に近い。又、ガラス固有の性質とし
て水分等の影響によつて強度が経時的に低下する
ことも知られている。

このため、ガラスフアイバの表面にプラスチツ
クあるいは金属等の保護被覆を施こすことによつ
て初期強度および長期的な使用に耐える強度を有
するガラスフアイバを製造する方法が提案されて
いる。

例えば、分子中に極性基を有し、ガラスとの接
着性に優れたポリアミド、ポリエステル、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン等の樹脂組
成物をガラスフアイバ上に被覆することによつ
て、かかる構造の被覆フアイバの破断荷重および
伸び率は被覆なしのフアイバに比較して著しく向
上し、中でもエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリ
ウレタン等の樹脂組成物を薄く塗布、焼付けし、
更にその上に熱可塑性樹脂を溶融押出被覆して得
られる構造の被覆フアイバは、該被覆フアイバを
複数本集合してケーブル化する際、あるいは管路
等に布設する際に受ける外力に十分抗し得る強度
を有する。

しかし、かかる構造の被覆フアイバも温度変化
等による熱応力や曲げによる応力が加わつた場
合、ガラスフアイバが非常に小さな周期で曲げら
れる、いわゆるマイクロベンデイングを生じ、伝
送損失が増大するという欠点を有している。この
ため、ガラスフアイバとプラスチツク被覆層の間
に加えられた応力を吸収し得る発泡プラスチツ
ク、油、シリコン樹脂あるいはエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体等のヤング率の低い樹脂を介在させ
る方法が提案されている。

これらの中、熱硬化性のシリコン樹脂の応力吸
収層を形成する方法では、ガラスフアイバの紡糸
後、他の固形物に触れる前に（いわゆる紡糸とタ
ンデムに）、エポキシ樹脂、フツ素樹脂、ウレタ
ン樹脂等の樹脂組成物を塗布・焼付けし、その上
に、上記の工程とタンデムにあるいは一度ボビン
等に巻取つた後、ヤング率の低いシリコン樹脂を
塗布・焼付けするか又は、ガラスフアイバの紡糸
後、直接ヤング率の低いシリコン樹脂を塗布・焼
付けし、こうして得られたシリコン樹脂の応力吸
収層を有する光フアイバにポリアミド、ポリエチ
レン、ポリカーボネート、フツ素樹脂等の熱可塑
性樹脂を溶融押出被覆する方法がとられていた。
しかし、上記の方法は以下に掲げる欠点を有して
いた。

ヤング率の低いシリコン樹脂の応力吸収層が
熱可塑性樹脂の押出被覆の際、ローラー等によ
り機械的な損傷を受け、それが原因で強度の低
下あるいは伝送損失の増加を生じる。

押出被覆する際の熱可塑性樹脂の残留歪によ
つてシリコン樹脂の応力吸収層が既に大きな応
力を受けてしまい、温度変化による熱応力ある
いは曲げ等による応力を吸収しえなくなる。

これらの欠点を改善する試みとして、ガラスフ
アイバまたはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂等によ
り一次被覆の施こされたガラスフアイバに熱硬化
性のシリコン樹脂を被覆する際、該シリコン樹脂
をダイスあるいは塗布槽等により塗布し、該シリ
コン樹脂を硬化させる前にポリアミド、ポリエチ
レン等の熱可塑性樹脂を被覆し、冷却等により熱
可塑性樹脂が成形された後に該シリコン樹脂を熱
硬化させる方法が、特開昭54−13352号公報に開
示されている。この方法を第１図のフローシート
で説明する。光フアイバ用ガラス母材１を線引炉
２中で線引した後、プライマリーコーテイング用
塗布装置３でエポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を塗
布、硬化炉４で熱硬化させ、応力吸収層用樹脂塗
布装置５でシリコン樹脂を塗布、続いて二次被覆
用押出機クロスヘツド６で熱可塑性樹脂を塗布し
た後、二次被覆冷却槽７で冷却し二次被覆層を成
形する。その後、応力吸収層硬化炉８で応力吸収
層を熱硬化させ、キヤプスタン９により巻取ダン
サーローラ１０を経て巻取機１１に巻取るという
ものである。

しかしながら、この方法においても以下に示す
ような問題点を内包していることが判明した。

二次被覆材たる熱可塑性樹脂は通常、加熱溶
融による押出加工により光フアイバに被覆され
るが、このとき光フアイバに塗布された応力吸
収層たる熱硬化性樹脂を、押出時の熱から隔離
して硬化させないようにして、上記二次被覆を
施すことが非常に困難である。すなわち第１図
において、応力吸収層用樹脂塗布装置５で光フ
アイバに塗布された熱硬化性樹脂の一部が押出
機のクロスヘツド６内の光フアイバが通過する
部分で硬化し始め、熱硬化性樹脂の塗布量が均
一でなくなり、被覆された光フアイバとしての
長尺品を得ることができない。

二次被覆を施した後、内部の熱硬化性樹脂組
成物を硬化させるための硬化炉８の硬化温度を
高くすると、二次被覆を溶融させてしまうため
温度を高くできない。したがつて硬化に時間が
かかるため線速が上らず生産性がよくないし、
また加熱による被覆材の伸びを０にできない。

(ハ) 発明の開示 本発明は上記のような従来技術の問題点を解決
する目的で為されたものであり、応力吸収層とし
て加熱硬化のない紫外線硬化型樹脂を用いること
を特徴としており、紫外線硬化型樹脂を用いるこ
とにより二次被覆材の被覆工程での高温による応
力吸収層の硬化が発生しないため、応力吸収層未
硬化の状態で二次被覆を施すことが容易となると
いうものである。

すなわち本発明は光伝送用ガラスフアイバと熱
可塑性樹脂被覆層との間に応力吸収層として反応
硬化性樹脂を介在させる該光伝送用ガラスフアイ
バの補強方法において、反応硬化性樹脂として紫
外線硬化型樹脂を用い、該紫外線硬化型樹脂と熱
可塑性樹脂を同時に押出被覆し、熱可塑性樹脂を
冷却成形した後に、紫外線硬化型樹脂を硬化させ
ることを特徴とする、光伝送用ガラスフアイバの
補強方法、及び応力吸収層の紫外線硬化型樹脂が
シリコン樹脂、ブタジエン樹脂、またはウレタン
樹脂である上記補強方法に関するものである。

実際、第１図の如く塗布部５とクロスヘツド６
を分離する方法とは別に、熱硬化性樹脂をクロス
ヘツド内で圧入しようとすると、二次被覆を施す
ときに押出機クロスヘツドの構造を特殊なものと
し、熱硬化性樹脂の流れる部分を断熱し、押出機
の熱が伝わらないようにする必要があつた。しか
しながら、二次被覆材が溶融押出され熱硬化性樹
脂に接する点では完全に断熱することができな
い。ここでの熱による硬化を防ぐために樹脂の硬
化温度を低くして硬化速度を遅くすると今度は被
覆後の加熱硬化に更に時間がかかるという欠点が
出てくる。

一方、本発明のように紫外線硬化型樹脂を用い
ると上記のような断熱構造に工夫をこらすことな
く、後記第３図に示すように光フアイバがクロス
ヘツド内を通過する部分に紫外線硬化型樹脂を圧
入できるようにするだけでよく、応力吸収層が熱
硬化を生じないため押出長に制限を受けないし、
紫外線による硬化のため、二次被覆材が溶融伸長
したり変形したりすることなく硬化させることが
できる。

第２図および第２図のクロスヘツド部拡大図た
る第３図を用いて本発明方法を更に説明する。第
１図の場合同様、光フアイバ用ガラス母材を線引
後、プライマリーコーデイングＢを行つた光フア
イバＡを、サプライ装置１２から二次被覆Ｄ用押
出機クロスヘツド１４に送るが、このクロスヘツ
ド１４には樹脂供給装置１３から紫外線硬化型樹
脂Ｃが供給されている。この部分の拡大図を第３
図に示す。第３図中１５が押出ダイス、１６がニ
ツプル、１７がニツプルホルダーである。このよ
うにしてプライマリーコーテイング層Ｂの外周に
紫外線硬化型樹脂Ｃ、更に外周に二次被覆材Ｄを
塗布した光フアイバＡは冷却トラフ１８に入つて
二次被覆材層Ｄを冷却、成形、次いで紫外線硬化
装置１９で紫外線硬化型樹脂層Ｃの硬化を行い、
キヤプスタン２０を用いダンサー２１を経て巻取
機２２にて巻取るものである。

このようにして第４図に示すようなプライマリ
ーコーテイングＢ、紫外線硬化型樹脂からなる応
力吸収層Ｃ、二次被覆層Ｄをその外周に順次、設
けた光フアイバＡが得られる。

本発明方法で用いられるプライマリーコーテイ
ング層は常法のエポキシ樹脂、ウレタン樹脂でよ
くその厚さは100μｍ以下が一般的である。紫外
線硬化型樹脂としてはシリコン樹脂、ブタジエン
樹脂、またはウレタン樹脂等があり、このものか
らなる応力吸収層厚は100μｍ〜500μｍが一般的
である。熱硬化性樹脂としてはポリアミド、ポリ
エチレン等が用いられ、その厚さは50μｍ〜400μ
ｍが一般的である。

以上のように本発明方法では熱の影響を無視で
きることから次のような効果が奏せられる。

１ 二次被覆時の押出機クロスヘツドの構造が簡
略化できる。

２ 任意の長さの被覆を施すことができ、長尺化
が可能である。

３ 後硬化工程で二次被覆材が加熱変形を受けな
いため後硬化は簡単で、しかも短時間に完了で
きる。

４ 後硬化用紫外線炉を冷却水中に設けることに
より、二次被覆材の再加熱過程が全く入らない
ことから、二次被覆材の伸び歪を零にできる。

(ニ) 発明を実施するための最良の形態 実施例 １ シリコン樹脂のプライマリーコーテイングを施
工した、外径250μｍの光フアイバ（ガラス径
125μｍ）に、紫外線硬化型シリコン樹脂を、押
出機クロスヘツドで圧入塗布し、その上にナイロ
ンを押出し被覆した。ナイロン被覆の内径で
400μｍ、外径で900μｍに仕上げた後、オンライ
ンで80W／cmの出力の紫外線ランプを通して、硬
化させた。押出線速100ｍ／分でシリコン樹脂の
硬化を完全に行なうことが出来た。押出長に特に
制限を受けず、5Kｍ以上の単長の光フアイバ心
線が得られた。

比較例 １ 同じく、外径250μｍのプライマリーコーテイ
ングを施工した光フアイバに、熱硬化型シリコン
樹脂を塗布し、押出機クロスヘツド内でニツプ
ル、ダイス等にふれないように送り込み、ナイロ
ンを押出し被覆をした。

その結果、安定に製造出来たのは約500ｍであ
り、樹脂との接触を避けるためナイロン押出の引
落しを大きくとつたため、シリコン樹脂とナイロ
ンとの界面に気泡が入り易い結果となつた。単長
が500ｍと短かくなつたのは、フアイバの微少な
振動により、塗布したシリコン樹脂がニツプル内
に触れ、硬化したためであつた。また、製造した
光フアイバ心線は、オフラインで熱硬化させた
が、120℃、30分を要した。

比較例 ２ 押出機クロスヘツドを改造し、熱硬化性シリコ
ン樹脂を圧入する部分を水冷、断熱して上記２例
と同じ断面構造の光フアイバ心線を試作した。安
定製造長は、約1000ｍとなつたが、やはりニツプ
ル先端での樹脂硬化づまりにより外径変動となつ
た。樹脂の硬化はオフラインで120℃、２時間を
要した。

実施例 ２ エポキシ樹脂のプライマリーコーテイングを施
工した外径250μｍの光フアイバ（ガラス径125μ
ｍ）に、紫外線硬化型シリコン樹脂を押出機クロ
スヘツドで圧入塗布し、その上にナイロンを押出
被覆した。構造は実施例１と同様であり、製造性
もなんら問題がなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の先行技術たる光フアイバー補
強方法の流れを示すフローシートであり、第２図
は本発明方法の流れを示すフローシートであり、
第３図は第２図の二次被覆用押出機クロスヘツド
部分の拡大断面図であり、第４図は本発明方法で
得られる光フアイバの構造を示す横断面図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光伝送用ガラスフアイバと熱可塑性樹脂被覆
   層との間に応力吸収層として反応硬化性樹脂を介
   在させる該光伝送用ガラスフアイバの補強方法に
   おいて、反応硬化性樹脂として紫外線硬化型樹脂
   を用い、該紫外線硬化型樹脂と熱可塑性樹脂を同
   時に押出被覆し、熱可塑性樹脂を冷却成形した後
   に、紫外線硬化型樹脂を硬化させることを特徴と
   する、光伝送用ガラスフアイバの補強方法。 ２ 応力吸収層の紫外線硬化型樹脂がシリコン樹
   脂、ブタジエン樹脂、またはウレタン樹脂であ
   る、特許請求の範囲第１項記載の光伝送用ガラス
   フアイバの補強方法。