JP2004163678A - 分割型リボンファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分割性を保ちながら、しごきによる２層目の被覆樹脂の剥離性や外傷性を向上させることができる分割型リボンファイバの製造方法を提供する。
【解決手段】供給リール１から供給される複数本の光ファイバ素線２が、１層目被覆部４に導入され、紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆が行なわれ、１層目紫外線照射部５において、樹脂の硬化が行なわれて、リボンファイバユニット６が製造される。硬化工程においては、酸素が存在する雰囲気中で紫外線を照射して、１層目の極めて表面のみの硬化度を落とすようにした。ついで、複数枚のリボンファイバユニット６が２層目被覆部７に導入されて、一括被覆が行なわれ、２層目紫外線照射部８において、紫外線の照射により樹脂の硬化が行なわれて、分割型リボンファイバ９が製造され、巻取リール１１に巻き取られる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分割型リボンファイバの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、分割型リボンファイバの一例を説明するための断面図である。図中、１２は光ファイバ素線、１３は１層目の被覆樹脂、１４はリボンファイバユニット、１５は２層目の被覆樹脂、１６はリボンファイバである。
【０００３】
光ファイバ素線１２、例えば、外径０．１２５ｍｍのガラスファイバに保護被覆を施して外径を０．２５ｍｍとした光ファイバ素線１２の複数本を平行に並べた状態で１層目の被覆樹脂１３で一括被覆を施してテープ状にした光ファイバ心線をテープ状光ファイバ心線，テープファイバ，光ファイバテープ心線、あるいは、リボンファイバなどと呼んでいる。この明細書ではリボンファイバと呼ぶことにする。図２（Ａ）に示す例では、２本の光ファイバ素線１２でリボンファイバユニット１４が構成されているが、光ファイバ素線１２の本数は２本に限られるものではなく、適宜の本数でリボンファイバユニット１４が構成される。このリボンファイバユニット１４の複数枚を平面状に並べて２層目の被覆樹脂１５で一括被覆をして、分割型リボンファイバ１６が構成される。この例では、２枚のリボンファイバユニットが用いられているが、リボンファイバユニットの枚数は２枚に限られるものではなく、適宜の枚数で分割型リボンファイバ１６が構成される。
【０００４】
分割型リボンファイバは、図２（Ａ）のような２層構造からなり、図２（Ｂ）に示すように、２層目の被覆樹脂１５を破壊することによって、１層目の被覆樹脂１３で被覆されたリボンファイバユニット１４を取り出すことができる。
【０００５】
このように、１層目の被覆樹脂１３と２層目の被覆樹脂１５で二重に被覆された分割型リボンファイバは、ケーブル化のための製造工程などで、しごきを加えることによって、２層目の被覆樹脂１５が剥離したり、または、外傷を受けやすいという欠点をもっていた。これら、剥離や外傷は、光ファイバの伝送特性や強度特性など長期信頼性に影響を及ぼす可能性がある。
【０００６】
２層目の被覆樹脂がしごきなどにより剥離や外傷を起こす主たる原因として、１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂との間の密着力が弱いことが挙げられる。しかし、この密着力が強すぎ、１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂とが強固に密着してしまうと、分割の際に２層目の被覆樹脂を破壊すると同時に、１層目の被覆樹脂を破壊してしまい、１層目の被覆樹脂により形成されたユニットに分割ができないといった不具合を生じさせる結果となる。
【０００７】
従来の技術では、被覆樹脂として紫外線硬化型樹脂を用いた場合に、１層目樹脂硬化時に１層目の被覆樹脂を完全に硬化させるため、１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂との密着力が小さくなることがこの問題の原因である。
【０００８】
この従来技術での応用により、この問題点を解決させようとすれば、以下の方法が考えられる。
▲１▼１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂を同一のヘッドで被覆し、１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂を一括して紫外線硬化させる方法。
▲２▼１層目の被覆樹脂を硬化させる紫外線の照射パワーを落とし、１層目の被覆樹脂の硬化を遅らせて、２層目の被覆樹脂に紫外線を照射する段階で、２層目の被覆樹脂とともに、１層目の被覆樹脂の硬化の遅れた部分を一括して硬化させる方法。
【０００９】
しかし、これらの方法には、以下のような欠点があり、実用的でない。すなわち、
▲１▼の方法では、１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂との密着力が強固になり過ぎて、分割の際に、２層目の被覆樹脂を破壊する際に、１層目樹脂まで破壊する場合があり、分割性が劣る。
▲２▼の方法では、１層目のリボンファイバユニット全体が未硬化となるため、２層目の被覆樹脂を被覆する場合、リボンファイバユニットが接触する部分で、変形を生じるなどの危険がある。
【００１０】
したがって、従来技術では、分割型リボンファイバにおける、これらの問題を容易に解決することはできなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、しごきなどにより２層目樹脂が剥離や外傷を起こすことなく、しかも、分割が容易である分割型リボンファイバの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、分割型リボンファイバの製造方法において、複数本の光ファイバ素線を紫外線硬化型樹脂でリボン状に一括被覆して雰囲気中で紫外線を照射して硬化させてリボンファイバユニットを形成する第１の工程と、前記リボンファイバユニットの複数枚を平面状に並べて紫外線硬化型樹脂でリボン状に一括被覆して雰囲気中で紫外線を照射して硬化させて分割型リボンファイバを形成する第２の工程を有する分割型リボンファイバの製造方法において、前記第１の工程における雰囲気は、酸素濃度が被覆された紫外線硬化型樹脂の極表面の硬化度を落とすことができる濃度範囲であり、前記第２の工程における雰囲気は、酸素濃度が前記第１の工程における酸素濃度よりも小さい濃度範囲であることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の分割型リボンファイバの製造方法を説明するための主要な工程を示す概略構成図である。図中、１は光ファイバ素線供給リール、２は光ファイバ素線、３はガイドローラ、４は１層目被覆部、５は１層目紫外線照射部、６はリボンファイバユニット、７は２層目被覆部、８は２層目紫外線照射部、９は分割型リボンファイバ、１０はガイドローラ、１１は巻取リールである。
【００１４】
この製造方法で製造される分割型リボンファイバについては、図２でした説明を援用して、ここでは説明を繰り返さない。ただし、本発明においては、１層目の被覆樹脂および２層目の被覆樹脂として紫外線硬化型樹脂を用いているとともに、その硬化の方法が図２で説明した従来例とは相違している。この相違については、図１を参照する製造方法で詳細に説明する。
【００１５】
光ファイバ素線供給リール１から供給される単心の光ファイバ素線２が、ガイドローラ３を介して、１層目被覆部４に導入される。図では、１つの光ファイバ素線供給リール１から１本の光ファイバ素線２が、１層目被覆部４に導入されているように図示されているが、リボンファイバユニットにおける心線数の数だけ、光ファイバ素線供給リール１が用いられ、その数の光ファイバ素線２が１層目被覆部４に導入されるのであり、他の光ファイバ素線供給リール１および光ファイバ素線２については図示を省略している。
【００１６】
１層目被覆部４において、導入された光ファイバ素線２に対して、紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆が行なわれ、ついで、１層目紫外線照射部５において、紫外線の照射により１層目の被覆樹脂の硬化が行なわれて、リボンファイバユニット６が製造される。
【００１７】
ところで、紫外線硬化型樹脂の硬化工程においては、照射雰囲気中に酸素が存在すると、極表面の樹脂の硬化度が落ちるという特性を持っていることが知られている。このため、紫外線硬化型樹脂で被覆するリボンファイバを製造する場合には、窒素などの不活性ガスを充満させ、酸素濃度を落とした雰囲気中で紫外線を照射して、全体を硬化させるのが一般的である。
【００１８】
そこで、本発明では、リボンファイバユニットを製造する工程においては、紫外線硬化型樹脂を硬化させる際、照射雰囲気中に酸素が存在すると、極表面の硬化度が落ちる性質を利用して、１層目の被覆樹脂の紫外線を照射する際の雰囲気の酸素濃度を上げた状態で１層目を硬化させることで、１層目の極めて表面のみの硬化度を落とすようにした。
【００１９】
その際の酸素濃度は、使用する樹脂の酸素によって表面の硬化が阻害される度合いにより変化させる必要があり、対象樹脂の極表面、例えば、１μｍ以下の深さの極表面のみの硬化度を落とす範囲が好ましい。このようにできる酸素濃度は、０．１〜３％（体積％）の濃度範囲である。
【００２０】
次に、複数枚のリボンファイバユニット６が、２層目被覆部７に導入される。図では、１枚のリボンファイバユニットが、２層目被覆部７に導入されているように図示されているが、製造する分割型リボンファイバにおけるリボンファイバユニットの枚数だけ、上述したリボンファイバユニット６を製造するための光ファイバ素線供給リール１，ガイドローラ３，１層目被覆部４，１層目紫外線照射部５が用いられて、連続した工程で、リボンファイバユニット６が２層目被覆部７に導入されるが、図では、１枚のリボンファイバユニット６を製造する工程のみを図示し、他については図示を省略している。
【００２１】
連続工程で製造する代わりに、あらかじめリボンファイバユニットを製造しておいて、リールに巻きつけておき、複数のリールからリボンファイバユニット６を供給して、２層目被覆部７に導入するようにしてもよい。しかし、リボンファイバユニット６は、極表面の硬化度を落としてあるので、リールに巻き付けた状態において、硬化度を落とした状態を確保し、しかも、その状態を保ってリボンファイバユニットを供給できるように考慮をする必要がある。
【００２２】
２層目被覆部７において、導入された複数枚のリボンファイバユニット６に対して、紫外線硬化型樹脂を用いて一括被覆が行なわれ、ついで、２層目紫外線照射部８において、紫外線の照射により２層目の被覆樹脂の硬化が行なわれて、分割型リボンファイバ９が製造され、ガイドローラ１０を介して、巻取リール１１に巻き取られる。なお、ガイドローラ３，１０については、それぞれ、これを省略することもでき、また、複数のガイドローラを介在させるようにしてもよい。
【００２３】
２層目被覆を硬化させる際に、２層目樹脂とともに、その１層目樹脂の極表面も一括して硬化させる。これにより１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂との密着を適度にあげ、分割性を保ちながら、しごきによる２層目の被覆樹脂の剥離性や外傷性を向上させることができる。
【００２４】
１層目紫外線照射部５において、この不活性ガスや排気ガス量で酸素濃度を調整、管理することが現実的な方法である。
【００２５】
一例として、Ｎ_２ 等の不活性ガスを紫外線照射装置内に供給するにあたって、その流量を流量計等により調整する方法を採用できる。ガスの供給量を調整する方法に代えて、紫外線照射装置から排気する場合の排気風量を調整してもよい。
【００２６】
このように、供給ガスや排気ガスの流量を調整する方法を採用した場合、電磁弁などの開閉弁を用いることによって、製造ラインのスタート、ストップとに連動させて、自動的にガスの吸気、排気を行なうようにしてもよい。不要なガスの使用を抑えることができ、また、オペレータがガスの供給の操作を行なう必要がなく、ガスの入れ忘れなどを防止できる。また、製造線速が増加すればガスの供給流量を増加させ、製造線速が減少すればガスの供給量を減少させるように、製造線速に応じて、ガスの供給量を調整するようにしてもよい。
【００２７】
紫外線硬化型樹脂を紫外線照射によって硬化させる際の雰囲気の酸素濃度の影響について説明しておく。図３は、１９９５年電子情報通信学会、通信ソサイエティ大会報告資料Ｂ６１１からの抜粋であり、ある紫外線硬化型樹脂を紫外線により硬化させる際の、紫外線照射時の酸素濃度をパラメータにして、ＦＴＩＲ法により評価シートの表面から０．３μｍの深さまでの領域の硬化度を評価した結果を示すものである。この結果におけるアクリル基量というのが樹脂の未硬化成分の量を示しており、アクリル基量が多いほど、未硬化成分が多いことを示している。図のように、紫外線照射雰囲気に存在する酸素の濃度により、表面の硬化度が下がることがわかる。酸素濃度による硬化度降下の割合は、樹脂成分などに影響を受けるため、樹脂ごとに異なるが、本評価結果から、紫外線硬化型樹脂は酸素濃度が１％以下の領域において、表面の硬化が落ちていくことを示している。また、１％を越える領域では、さらに未硬化範囲が深層に広がると報告されている。
【００２８】
本発明による効果を確認するために実施した実験結果を説明する。実験方法は、サンプルとして、１層目の被覆樹脂の硬化に使用する紫外線照射装置に供給するガスの流量をパラメータとして評価用の分割型リボンファイバを作成した。評価用の分割型リボンファイバとしては、従来条件、すなわち、１層目の被覆樹脂の硬化の際に酸素が存在しない雰囲気で紫外線照射をして製造した分割型リボンファイバのサンプルと、本発明の酸素濃度の雰囲気で紫外線照射をして製造した分割型リボンファイバのサンプルとの２種類のサンプルを用意した。
【００２９】
評価方法は、図４に示すように、丸形ダイス１７にサンプルの分割型リボンファイバ１６を通し、一方の端に重り１８を取り付け、分割型リボンファイバ１６を引っ張った。この際、分割型リボンファイバ１６の２層目の被覆樹脂に生じる剥離や外傷を、重りの重量を変えて、評価した。
【００３０】
評価結果は、図５に示すように、本発明の条件で製造したサンプルは、従来条件で製造したサンプルに比べて、外傷が発生する荷重が大きくなり、外傷性の向上を確認できた。また、本発明の条件によるサンプルは、形状、寸法、分割性ともに問題のないことを確認できた。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、分割型リボンファイバにおいて、１層目の被覆樹脂と２層目の被覆樹脂との密着を適度にあげ、分割性を保ちながら、しごきによる２層目の被覆樹脂の剥離性や外傷性を向上させることができる分割型リボンファイバを製造することができる。
【００３２】
しかも、紫外線硬化型樹脂を用いた１層目の被覆樹脂の硬化工程において、紫外線照射パワーを落として、１層目全体の硬化度を落とす方法では、ランプ自体の劣化や、照射装置の劣化により、照射パワーは連続製造において変動するものである。このため、１層目の被覆樹脂の硬化度も変化し、２層目の被覆樹脂との密着力も変化してしまう。また、全体の硬化度が落ちることによって、２層目の被覆樹脂を被覆する被覆ヘッド内など、リボンファイバユニットが接触する部分で、１層目の被覆樹脂が変形などする恐れがある。
【００３３】
これに対して、本発明では、酸素濃度の調整により、その条件を安定させることが比較的容易であり、かつ１層目の被覆樹脂の極表面のみの硬化度を落とすだけであるため、変形などの心配がない。また、１層目の被覆樹脂の極表面のみを２層目の被覆樹脂の硬化の際の紫外線照射で一括硬化できるため、２層目の被覆樹脂の硬化の際の紫外線の照射パワーを従来以上に引き上げる必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分割型リボンファイバの製造方法を説明するための主要な工程を示す概略構成図である。
【図２】分割型リボンファイバの一例を説明するための断面図である。
【図３】紫外線硬化型樹脂を紫外線により硬化させる際の、酸素濃度とアクリル基量との関係を示す線図である。
【図４】本発明による効果を確認するための実験方法の説明図である。
【図５】評価結果の説明図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ素線供給リール、２…光ファイバ素線、３…ガイドローラ、４…１層目被覆部、５…１層目紫外線照射部、６…リボンファイバユニット、７…２層目被覆部、８…２層目紫外線照射部、９…分割型リボンファイバ、１０…ガイドローラ、１１…巻取リール、１２…光ファイバ素線、１３…１層目の被覆樹脂、１４…リボンファイバユニット、１５…２層目の被覆樹脂、１６…リボンファイバ。

Claims (5)

1. 複数本の光ファイバ素線を紫外線硬化型樹脂でリボン状に一括被覆して雰囲気中で紫外線を照射して硬化させてリボンファイバユニットを形成する第１の工程と、前記リボンファイバユニットの複数枚を平面状に並べて紫外線硬化型樹脂でリボン状に一括被覆して雰囲気中で紫外線を照射して硬化させて分割型リボンファイバを形成する第２の工程を有する分割型リボンファイバの製造方法において、前記第１の工程における紫外線を照射する雰囲気の酸素濃度が、被覆された紫外線硬化型樹脂の極表面の硬化度を落とすことができる濃度範囲であり、前記第２の工程における紫外線を照射する雰囲気の酸素濃度が、前記第１の工程における酸素濃度よりも小さい濃度の範囲であることを特徴とする分割型リボンファイバの製造方法。
2. 前記第１の工程における酸素濃度が０．１〜３％であることを特徴とする請求項１に記載の分割型リボンファイバの製造方法。
3. 前記第１の工程における紫外線を照射する雰囲気を形成するために供給するガスの流量を調整することを特徴とする請求項１に記載の分割型リボンファイバの製造方法。
4. 前記雰囲気を形成するガスの供給を、製造ラインの作動に連動して作動される開閉弁によって行なうことを特徴とする請求項３に記載の分割型リボンファイバの製造方法。
5. 製造線速に応じて、ガスの供給流量を調整することを特徴とする請求項３に記載の分割型リボンファイバの製造方法。

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