被覆光ファイバ心線の製造方法および被覆光ファイバ心線
【課題】 最外層被覆を除去して光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行える被覆光ファイバ心線およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 （１）ガラスファイバ上に樹脂層を被覆した光ファイバ心線に反応性物質を前記樹脂層の外部から接触させて前記樹脂層の表面に含まれていた二重結合を有していた炭素原子と前記反応性物質またはその一部分とを結合させる。（２）前記光ファイバ心線の樹脂層の上に外層を形成する。
【解決手段】 （１）ガラスファイバ上に樹脂層を被覆した光ファイバ心線に反応性物質を前記樹脂層の外部から接触させて前記樹脂層の表面に含まれていた二重結合を有していた炭素原子と前記反応性物質またはその一部分とを結合させる。（２）前記光ファイバ心線の樹脂層の上に外層を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被覆光ファイバ心線の製造方法および被覆光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
最外層の被覆層を除去してそれまで内層であった被覆層が露出することで新たに最外層となる光ファイバ心線が特許文献１に開示されている。特許文献１には除去すべき最外層の被覆の線膨張係数を内層の被覆の線膨張係数よりも大きくすることによって、最外層被覆の除去を容易とするものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１５４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、当該文献に開示された光ファイバ心線は３ｃｍ長の最外層被覆を除去できるものであることが開示されている。
本発明では、最外層被覆を除去して光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行える被覆光ファイバ心線およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る被覆光ファイバ心線の製造方法は下記の（１）および（２）の工程を含む。
（１）ガラスファイバ上に樹脂層を被覆した光ファイバ心線に反応性物質を前記樹脂層の外部から接触させて前記樹脂層の表面に含まれていた二重結合を有していた炭素原子と前記反応性物質またはその一部分とを結合させる結合工程。
（２）前記光ファイバ心線の樹脂層の上に外層を形成する形成工程。
【０００６】
また、本発明は、前記（１）の工程において、反応性物質が二重結合を開裂する作用を有していて、前記反応性物質が前記二重結合を開裂して前記二重結合を有していた炭素原子と結合してもよい。
【０００７】
また、本発明は、前記（１）工程の前段工程として下記（３）の工程を含み、かつ（３）の工程で生成した反応性物質が前記（１）の工程の後段工程において前記炭素原子と結合してもよい。
（３）第一物質にエネルギーを与えて前記二重結合を開裂する作用を有する前記反応性物質を生成する工程。
【０００８】
また、本発明は、前記（１）の工程の前段工程として下記（４）の工程を含み、かつ（４）の工程で生成した遊離基が前記（１）の工程の後段工程において前記反応性物質またはその一部分と結合してもよい。
（４）前記光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えて前記樹脂層の表面に含まれている二重結合を有する炭素を遊離基にする工程。
【０００９】
また、本発明は、前記（１）の結合工程が、前記光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーを低下させる工程であってもよい。
【００１０】
さらに、本発明は、ガラスファイバ上に被覆された樹脂層の表面で二重結合が開裂して前記樹脂層の外部から与えられた物質と前記二重結合を有していた炭素原子とが共有結合していて、さらにその上に外層が被覆された被覆光ファイバ心線に係る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光ファイバ心線の上に外層を被覆する前に、前記光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合が開裂され前記樹脂層の外部から与えられた反応性物質と前記二重結合を有していた炭素原子とが結合される。これにより、前記外層を除去して前記光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行える。これは、通常使用される光ファイバの被覆除去器具を使用して一気に引き抜くことができる外層の長さを従来よりも長くすることができるということである。本発明では、前記外層のみを５０ｍｍ以上の長さにわたって通常使用される光ファイバの被覆除去器具を使用して除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
光ファイバ心線の被覆層を形成する樹脂には、紫外線硬化型樹脂が使用される。紫外線硬化型樹脂は未硬化の状態であるときには二重結合を有するオリゴマーが存在する。未硬化の紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射されると、前記紫外線硬化型樹脂に含まれる光重合開始剤が紫外線のエネルギーを受けて遊離基（ラジカル）を生成し、この遊離基がオリゴマーに含まれる二重結合に作用して、それらの二重結合が開裂して遊離基を生成する。この二重結合部分であった遊離基が他のオリゴマーの二重結合に作用してラジカル重合が起こる。
【００１３】
硬化した前記紫外線硬化型樹脂には、未反応の二重結合が含まれている。本発明は、それらの二重結合に反応性物質を作用させて二重結合を開裂して、反応性物質と二重結合を有していた炭素原子とを結合させる。これにより、光ファイバ心線に含まれる未反応の二重結合を減らし、前記光ファイバ心線に外層を被覆するときに、前記光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を有する炭素原子と外層に含まれる原子との間に共有結合が生じることを減少させる。この結果、前記光ファイバ心線を何も処理せずに外層を被覆する場合に比べて、前記光ファイバ心線の樹脂層と前記外層との密着力が小さくなる。そして、前記外層を除去して前記光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行うことができる。
【００１４】
光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を開裂させるには、次に述べる第一形態と第二形態の二つの形態がある。
【００１５】
第一形態は、二重結合を開裂する作用を有する反応性物質を前記光ファイバ心線の樹脂層に光ファイバ心線の樹脂層の外部から接触させて、前記樹脂層に含まれる二重結合を開裂して前記反応性物質と前記二重結合を有していた炭素原子とを結合させる形態である。
【００１６】
第二形態は、光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えて遊離基を生成して、そこに前記樹脂層の外部から反応性物質を接触させることにより前記遊離基が前記反応性物質と結合する形態である。
【００１７】
第一形態では、二重結合を開裂する作用を有する反応性物質の例に遊離基を挙げることができる。遊離基が光ファイバ心線の樹脂層に作用してラジカル反応を起こして二重結合を有していた炭素原子と結合する。
遊離基を生成させる方法には、ハロゲン化合物や水素などの気体を第一物質とし、前記第一物質にエネルギーを与えることが例示できる。ハロゲン化合物には、クロロホルム、フッ化水素ガス、塩素ガス、臭素ガスが例示できる。前記第一物質にエネルギーを与える手段には、光や電子線などの放射線を前記第一物質に照射すること、２００℃以下の気体プラズマ中に前記第一物質をおくこと、前記第一物質を加熱すること、前記第一物質をグロー放電などの放電下におくことが例示できる。
【００１８】
図１を参照して、クロロホルムに紫外線を照射して光ファイバ心線に塩素の遊離基またはジクロロメチルの遊離基を生成させて、それらを光ファイバ心線の樹脂層に結合させる例を説明する。
【００１９】
ガラスファイバに樹脂層が被覆された光ファイバ心線１が供給ボビン２から繰り出され、ガイドローラ３ａを経由して反応室４に入る。
【００２０】
反応室４にはガス供給口５およびガス排出口６が設けられる。ガス供給口５は配管７によりクロロホルム供給源８に連結されている。反応室４にはクロロホルム供給源８からクロロホルムガスが供給される。反応室４内のクロロホルムガスはガス排出口６から排出される。つまり、反応室４内にはガス供給口５からガス排出口６に向かうクロロホルムガスの流れができる。
【００２１】
クロロホルム供給源８にはクロロホルム液体１０が貯留されている。クロロホルム１０にはキャリアガスの配管１１が入れられている。配管１１は図示しないキャリアガス供給源に接続され、キャリアガスを液体のクロロホルム液体１０に吹き込む。キャリアガスによってクロロホルム液体１０が気化されてクロロホルムガスになる。すなわち、バブリング方式によりクロロホルムが気化され、配管７を通ってガス供給口５から反応室４に供給される。クロロホルム供給源８にはヒータ１２を取り付け温度をクロロホルムの沸点近く（例えば６０℃）に保ち、クロロホルムを安定して気化させるのが好ましい。
配管７や反応室４にはテープヒータ２２を巻くなどして６０℃程度に加熱してクロロホルムガスが液化しないようにするのが好ましい。
【００２２】
反応室４の外には紫外線ランプ１３が配置される。紫外線ランプ１３から出た紫外線が反応室４に入り、反応室４内のクロロホルムガスにエネルギーを与えて塩素の遊離基とジクロロメチルの遊離基を式１に示す反応により生成する。式１に示す反応を効率よく進めるには紫外線の波長を２５０ｎｍ以下にすることが好ましい。このような波長の紫外線を照射可能な紫外線ランプにはフージョン社のＨバルブがある。
【００２３】
ＣＨＣｌ３＋ｈν→ＣＨＣｌ２・＋Ｃｌ・ ・・・（式１）
【００２４】
反応室４は紫外線を透過する材質からなる。例えば石英からなることが好ましい。石英は２５０ｎｍの紫外線の透過率が９０％以上である。
紫外線ランプ１３の周りには反射鏡１４が配置されるのが好ましい。反射鏡１４により紫外線ランプ１３を出た紫外線を効率よく反応室４に照射することができる。
紫外線を遮蔽する筐体１５は反応室４、反射鏡１４を覆うように配置するのが好ましい。これにより紫外線が筐体１５の外部に漏れて周囲の機器等を劣化させることを防ぐことができる。
【００２５】
反応室４内で生成した塩素の遊離基（Ｃｌ・）やジクロロメチルの遊離基（ＣＨＣｌ２・）は式２ないし式４に示す反応により、反応室４内を走行する光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を開裂し、当該二重結合を有していた炭素原子に結合する。こうして光ファイバ心線の樹脂層の表面に存在する未反応の二重結合が減少する。
【００２６】
【化１】
【００２７】
【化２】
【００２８】
【化３】
【００２９】
反応室４を通過した光ファイバ心線１は外層樹脂１６が充填された塗布装置１７を通過する。塗布装置１７を通過した光ファイバ心線には外層樹脂１６が塗布されている。外層樹脂１６が塗布された光ファイバ心線は硬化装置１８を通過する。硬化装置１８内で外層樹脂１６が硬化される。硬化装置１８を通過した光ファイバ心線は樹脂層の上に外層樹脂が被覆された被覆光ファイバ心線１９となっている。
外層樹脂１６が紫外線硬化型の樹脂であれば、硬化装置１８は紫外線ランプを有する紫外線照射装置である。この場合、紫外線が硬化装置１８内で外層樹脂１６に照射されて外層樹脂１６が硬化する。
【００３０】
硬化装置１８を出た被覆光ファイバ心線はガイドローラ３ｂによりパスラインの向きを変えられて、引取装置２０により引き取られる。引取装置２０を通過した被覆光ファイバは巻取装置２１に巻取られる。引取装置２０と巻取装置２１との間には、図示していないスクリーニング手段や蓄線装置などが設けられてもよい。
【００３１】
光ファイバ心線１は、図２にその断面を示すようにガラスファイバ３０上に一次樹脂層３１ａと二次樹脂層３１ｂとからなる樹脂層３１が被覆されている。樹脂層３１は、図３に示すように一層であってもよく、図４に示すように一次樹脂層３１ａ、二次樹脂層３１ｂ、顔料を含む着色層３１ｃの三層からなってもよい。着色層３１ｃを有する光ファイバ心線に外層樹脂１６を被覆した光ファイバ心線１９の断面を図５に示す。図５に示す被覆光ファイバ心線１９は合計４層の樹脂層を有する。ガラスファイバ３０の直径は通常１２５μｍであるが、８０ないし１２５μｍの直径のガラスファイバ３０が使用されることもある。光ファイバ心線１の直径は通常２５０ないし２５５μｍであるが、１８０ないし１６０μｍの直径の光ファイバ心線１が使用されることもある。被覆光ファイバ心線１９の直径は例えば４００ないし９００μｍである。
【００３２】
本発明において減少される樹脂層の表面に含まれる二重結合は、図２では二次被覆層３１ｂの表面に含まれる二重結合であり、図３では樹脂層３１の表面に含まれる二重結合であり、図４では着色層３１ｃの表面に含まれる二重結合である。
【００３３】
第二形態では、光ファイバ心線にエネルギーを与えることにより、式（５）に示すようように、光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を開裂させて炭素の遊離基を生成させる。
【００３４】
【化４】
【００３５】
生成した炭素の遊離基が反応性物質に作用してラジカル反応を起こし、前記反応性物質またはその一部分と共有結合を生じる。例えば、反応性物質が四フッ化二炭素（Ｃ２Ｆ４）ガスであると式（６）に示す反応が起こり、樹脂層の表面にあった二重結合を有していた炭素は四フッ化二炭素由来の炭素と共有結合をする。これにより、光ファイバ心線に含まれる未反応の二重結合を減らし、前記光ファイバ心線に外層を被覆するときに、前記光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を有する炭素原子と外層に含まれる原子との間に共有結合が生じることを減少させる。
【００３６】
【化５】
【００３７】
第二形態において、光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与える方法には、光や電子線などの放射線を前記第一物質に照射すること、２００℃以下の気体プラズマ中に前記光ファイバ心線をおくこと、光ファイバ心線を加熱すること、前記光ファイバ心線をグロー放電などの放電下におくことが例示できる。
【００３８】
図６を参照して、光ファイバ心線を高温の気体プラズマに通過させて前記光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えてそれに含まれる二重結合を開裂させて炭素の遊離基を生成させ、これに反応性物質である四フッ化二炭素ガスを接触させて前記樹脂層の二重結合を減少させる例を説明する。
【００３９】
ガラスファイバに樹脂層が被覆された光ファイバ心線１が供給ボビン２から繰り出され、ガイドローラ３ａを経由して活性化室２３に入る。
【００４０】
活性化室２３には供給口２５および排出口２６が設けられる。供給口２５は配管２７により気体プラズマ供給源２８に連結されている。活性化室２３には気体プラズマ供給源２８から窒素、アルゴンまたは酸素等の２００℃以下の気体プラズマが供給される。活性化室２３内の気体プラズマは排出口２６から排出される。つまり、活性化室２３内には供給口２５から排出口２６に向かう気体プラズマの流れができる。反応性プラズマを２００℃以下とすることにより、光ファイバ心線の樹脂層に損傷を与えることがなく、製造される被覆光ファイバ心線の曲げや疲労劣化に対する耐性を維持することができる。
【００４１】
活性化室２３内では、気体プラズマのエネルギーが光ファイバ心線１の樹脂層の二重結合を有する炭素原子に与えられ、前記式（５）に示した反応により、炭素の遊離基が生成される。
【００４２】
活性化室２３の下流には反応室２４が配される。
反応室２４には供給口３５および排出口３６が設けられる。供給口３５は配管３７により反応性物質供給源３８に連結されている。反応室２４には反応性物質供給源３８から反応性物質である四フッ化二炭素（Ｃ２Ｆ４）ガスが供給される。反応室２４内の四フッ化二炭素ガスは排出口３６から排出される。つまり、反応室２４内には供給口３５から排出口３６に向かう四フッ化二炭素ガスの流れができる。
【００４３】
活性化室２３を通過した光ファイバ心線１は反応室２４に入るがその表面には活性化室２３内で生成された炭素の遊離基が存在する。この炭素の遊離基が反応室２４内で前記式（６）に示したように四フッ化二炭素ガスと反応する。こうして光ファイバ心線の樹脂層の表面に存在する未反応の二重結合が減少する。
【００４４】
反応室２４を通過した光ファイバ心線１は、第一形態と同様に外層樹脂１６が充填された塗布装置１７を通過して外層樹脂１６が塗布され、さらに硬化装置１８を通過して外層樹脂１６が硬化され、外層樹脂が被覆された被覆光ファイバ心線１９となる。そして、被覆光ファイバ心線１９はガイドローラ３ｂによりパスラインの向きを変えられて、引取装置２０により引き取られ、巻取装置２１に巻取られる。
【００４５】
図６では活性化室２３と反応室２４とを連続させるように示したが、図７に示すように、活性化室２３と反応室２４とは所定の間隔をおいて配置してもよい。
【００４６】
第一形態、第二形態のいずれにおいても、二重結合を有していた炭素と結合する反応性物質は、前記二重結合と反応した後に、光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーを低下させる物質であることが好ましい。樹脂層の表面自由エネルギーはその樹脂層と水との接触角を測定することによって大小を評価することができる。接触角が大きいほど表面自由エネルギーが少ない。
例えば、光ファイバ心線が図５に示すようにその最外層に着色層３ｃを有する場合、着色層３ｃを構成する樹脂を厚さ数百μｍ（例えば、２００μｍ）程度の薄膜層として、その上に水滴を直径４ないし６ｍｍになるように垂らして接触角を測定する。例えば、滴下３０秒後の液滴を、市販の接触角計（例えば、共和界面化学社製ＦＡＣＥ ＣＡ−Ｄ）を用いて測定する。図８に示すように、接触角αは、水滴４１の頂点Ｔと接触点Ｅとを結ぶ線がシート４２となす角θの２倍として求める。その後、前記薄膜層を高温気体プラズマ下において活性化させ、それから反応性物質を接触させる。その後、前回と同様に樹脂層に水滴を垂らして接触角を測定する。両者を比較して、接触角が大きくなれば、光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーが低下したと判断する。
【００４７】
反応性物質を選択するにあたり、上記したような手法により前記反応性物質が光ファイバ心線の表面自由エネルギーを低下させることが確認されたものを使用すると、光ファイバ心線の表面と外層樹脂との間の水素結合などの緩やかな結合が生じず、一層、前記外層を除去して光ファイバ心線を露出することが容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は被覆光ファイバ心線に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の被覆光ファイバ心線の製造方法の一形態を示す図である。
【図２】本発明に使用可能な光ファイバ心線の断面図である。
【図３】本発明に使用可能な別の光ファイバ心線の断面図である。
【図４】本発明に使用可能な別の光ファイバ心線の断面図である。
【図５】本発明の被覆光ファイバ心線の一形態を示す断面図である。
【図６】本発明の被覆光ファイバ心線の製造方法の別の形態を示す図である。
【図７】本発明の被覆光ファイバ心線の製造方法の別の形態の要部拡大図である。
【図８】接触角を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 光ファイバ心線
２ 供給ボビン
３ａ ガイドローラ
３ｂ ガイドローラ
４ 反応室
５ ガス供給口
６ ガス排出口
７ 配管
８ クロロホルム供給源
１０ クロロホルム
１１ 配管
１２ ヒータ
１３ 紫外線ランプ
１４ 反射鏡
１５ 筐体
１６ 外層樹脂
１７ 塗布装置
１８ 硬化装置
１９ 被覆光ファイバ心線
２０ 引取装置
２１ 巻取装置
２２ ヒータ
２３ 活性化室
２４ 反応室
２５ 供給口
２６ 排出口
２７ 配管
２８ 気体プラズマ供給源
３０ ガラスファイバ
３１ 樹脂層
３５ 供給口
３６ 排出口
３７ 配管
３８ 反応性物質供給源
４１ 水滴
４２ シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は被覆光ファイバ心線の製造方法および被覆光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
最外層の被覆層を除去してそれまで内層であった被覆層が露出することで新たに最外層となる光ファイバ心線が特許文献１に開示されている。特許文献１には除去すべき最外層の被覆の線膨張係数を内層の被覆の線膨張係数よりも大きくすることによって、最外層被覆の除去を容易とするものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１５４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、当該文献に開示された光ファイバ心線は３ｃｍ長の最外層被覆を除去できるものであることが開示されている。
本発明では、最外層被覆を除去して光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行える被覆光ファイバ心線およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る被覆光ファイバ心線の製造方法は下記の（１）および（２）の工程を含む。
（１）ガラスファイバ上に樹脂層を被覆した光ファイバ心線に反応性物質を前記樹脂層の外部から接触させて前記樹脂層の表面に含まれていた二重結合を有していた炭素原子と前記反応性物質またはその一部分とを結合させる結合工程。
（２）前記光ファイバ心線の樹脂層の上に外層を形成する形成工程。
【０００６】
また、本発明は、前記（１）の工程において、反応性物質が二重結合を開裂する作用を有していて、前記反応性物質が前記二重結合を開裂して前記二重結合を有していた炭素原子と結合してもよい。
【０００７】
また、本発明は、前記（１）工程の前段工程として下記（３）の工程を含み、かつ（３）の工程で生成した反応性物質が前記（１）の工程の後段工程において前記炭素原子と結合してもよい。
（３）第一物質にエネルギーを与えて前記二重結合を開裂する作用を有する前記反応性物質を生成する工程。
【０００８】
また、本発明は、前記（１）の工程の前段工程として下記（４）の工程を含み、かつ（４）の工程で生成した遊離基が前記（１）の工程の後段工程において前記反応性物質またはその一部分と結合してもよい。
（４）前記光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えて前記樹脂層の表面に含まれている二重結合を有する炭素を遊離基にする工程。
【０００９】
また、本発明は、前記（１）の結合工程が、前記光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーを低下させる工程であってもよい。
【００１０】
さらに、本発明は、ガラスファイバ上に被覆された樹脂層の表面で二重結合が開裂して前記樹脂層の外部から与えられた物質と前記二重結合を有していた炭素原子とが共有結合していて、さらにその上に外層が被覆された被覆光ファイバ心線に係る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光ファイバ心線の上に外層を被覆する前に、前記光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合が開裂され前記樹脂層の外部から与えられた反応性物質と前記二重結合を有していた炭素原子とが結合される。これにより、前記外層を除去して前記光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行える。これは、通常使用される光ファイバの被覆除去器具を使用して一気に引き抜くことができる外層の長さを従来よりも長くすることができるということである。本発明では、前記外層のみを５０ｍｍ以上の長さにわたって通常使用される光ファイバの被覆除去器具を使用して除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
光ファイバ心線の被覆層を形成する樹脂には、紫外線硬化型樹脂が使用される。紫外線硬化型樹脂は未硬化の状態であるときには二重結合を有するオリゴマーが存在する。未硬化の紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射されると、前記紫外線硬化型樹脂に含まれる光重合開始剤が紫外線のエネルギーを受けて遊離基（ラジカル）を生成し、この遊離基がオリゴマーに含まれる二重結合に作用して、それらの二重結合が開裂して遊離基を生成する。この二重結合部分であった遊離基が他のオリゴマーの二重結合に作用してラジカル重合が起こる。
【００１３】
硬化した前記紫外線硬化型樹脂には、未反応の二重結合が含まれている。本発明は、それらの二重結合に反応性物質を作用させて二重結合を開裂して、反応性物質と二重結合を有していた炭素原子とを結合させる。これにより、光ファイバ心線に含まれる未反応の二重結合を減らし、前記光ファイバ心線に外層を被覆するときに、前記光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を有する炭素原子と外層に含まれる原子との間に共有結合が生じることを減少させる。この結果、前記光ファイバ心線を何も処理せずに外層を被覆する場合に比べて、前記光ファイバ心線の樹脂層と前記外層との密着力が小さくなる。そして、前記外層を除去して前記光ファイバ心線を露出することが従来以上に容易に行うことができる。
【００１４】
光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を開裂させるには、次に述べる第一形態と第二形態の二つの形態がある。
【００１５】
第一形態は、二重結合を開裂する作用を有する反応性物質を前記光ファイバ心線の樹脂層に光ファイバ心線の樹脂層の外部から接触させて、前記樹脂層に含まれる二重結合を開裂して前記反応性物質と前記二重結合を有していた炭素原子とを結合させる形態である。
【００１６】
第二形態は、光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えて遊離基を生成して、そこに前記樹脂層の外部から反応性物質を接触させることにより前記遊離基が前記反応性物質と結合する形態である。
【００１７】
第一形態では、二重結合を開裂する作用を有する反応性物質の例に遊離基を挙げることができる。遊離基が光ファイバ心線の樹脂層に作用してラジカル反応を起こして二重結合を有していた炭素原子と結合する。
遊離基を生成させる方法には、ハロゲン化合物や水素などの気体を第一物質とし、前記第一物質にエネルギーを与えることが例示できる。ハロゲン化合物には、クロロホルム、フッ化水素ガス、塩素ガス、臭素ガスが例示できる。前記第一物質にエネルギーを与える手段には、光や電子線などの放射線を前記第一物質に照射すること、２００℃以下の気体プラズマ中に前記第一物質をおくこと、前記第一物質を加熱すること、前記第一物質をグロー放電などの放電下におくことが例示できる。
【００１８】
図１を参照して、クロロホルムに紫外線を照射して光ファイバ心線に塩素の遊離基またはジクロロメチルの遊離基を生成させて、それらを光ファイバ心線の樹脂層に結合させる例を説明する。
【００１９】
ガラスファイバに樹脂層が被覆された光ファイバ心線１が供給ボビン２から繰り出され、ガイドローラ３ａを経由して反応室４に入る。
【００２０】
反応室４にはガス供給口５およびガス排出口６が設けられる。ガス供給口５は配管７によりクロロホルム供給源８に連結されている。反応室４にはクロロホルム供給源８からクロロホルムガスが供給される。反応室４内のクロロホルムガスはガス排出口６から排出される。つまり、反応室４内にはガス供給口５からガス排出口６に向かうクロロホルムガスの流れができる。
【００２１】
クロロホルム供給源８にはクロロホルム液体１０が貯留されている。クロロホルム１０にはキャリアガスの配管１１が入れられている。配管１１は図示しないキャリアガス供給源に接続され、キャリアガスを液体のクロロホルム液体１０に吹き込む。キャリアガスによってクロロホルム液体１０が気化されてクロロホルムガスになる。すなわち、バブリング方式によりクロロホルムが気化され、配管７を通ってガス供給口５から反応室４に供給される。クロロホルム供給源８にはヒータ１２を取り付け温度をクロロホルムの沸点近く（例えば６０℃）に保ち、クロロホルムを安定して気化させるのが好ましい。
配管７や反応室４にはテープヒータ２２を巻くなどして６０℃程度に加熱してクロロホルムガスが液化しないようにするのが好ましい。
【００２２】
反応室４の外には紫外線ランプ１３が配置される。紫外線ランプ１３から出た紫外線が反応室４に入り、反応室４内のクロロホルムガスにエネルギーを与えて塩素の遊離基とジクロロメチルの遊離基を式１に示す反応により生成する。式１に示す反応を効率よく進めるには紫外線の波長を２５０ｎｍ以下にすることが好ましい。このような波長の紫外線を照射可能な紫外線ランプにはフージョン社のＨバルブがある。
【００２３】
ＣＨＣｌ３＋ｈν→ＣＨＣｌ２・＋Ｃｌ・ ・・・（式１）
【００２４】
反応室４は紫外線を透過する材質からなる。例えば石英からなることが好ましい。石英は２５０ｎｍの紫外線の透過率が９０％以上である。
紫外線ランプ１３の周りには反射鏡１４が配置されるのが好ましい。反射鏡１４により紫外線ランプ１３を出た紫外線を効率よく反応室４に照射することができる。
紫外線を遮蔽する筐体１５は反応室４、反射鏡１４を覆うように配置するのが好ましい。これにより紫外線が筐体１５の外部に漏れて周囲の機器等を劣化させることを防ぐことができる。
【００２５】
反応室４内で生成した塩素の遊離基（Ｃｌ・）やジクロロメチルの遊離基（ＣＨＣｌ２・）は式２ないし式４に示す反応により、反応室４内を走行する光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を開裂し、当該二重結合を有していた炭素原子に結合する。こうして光ファイバ心線の樹脂層の表面に存在する未反応の二重結合が減少する。
【００２６】
【化１】
【００２７】
【化２】
【００２８】
【化３】
【００２９】
反応室４を通過した光ファイバ心線１は外層樹脂１６が充填された塗布装置１７を通過する。塗布装置１７を通過した光ファイバ心線には外層樹脂１６が塗布されている。外層樹脂１６が塗布された光ファイバ心線は硬化装置１８を通過する。硬化装置１８内で外層樹脂１６が硬化される。硬化装置１８を通過した光ファイバ心線は樹脂層の上に外層樹脂が被覆された被覆光ファイバ心線１９となっている。
外層樹脂１６が紫外線硬化型の樹脂であれば、硬化装置１８は紫外線ランプを有する紫外線照射装置である。この場合、紫外線が硬化装置１８内で外層樹脂１６に照射されて外層樹脂１６が硬化する。
【００３０】
硬化装置１８を出た被覆光ファイバ心線はガイドローラ３ｂによりパスラインの向きを変えられて、引取装置２０により引き取られる。引取装置２０を通過した被覆光ファイバは巻取装置２１に巻取られる。引取装置２０と巻取装置２１との間には、図示していないスクリーニング手段や蓄線装置などが設けられてもよい。
【００３１】
光ファイバ心線１は、図２にその断面を示すようにガラスファイバ３０上に一次樹脂層３１ａと二次樹脂層３１ｂとからなる樹脂層３１が被覆されている。樹脂層３１は、図３に示すように一層であってもよく、図４に示すように一次樹脂層３１ａ、二次樹脂層３１ｂ、顔料を含む着色層３１ｃの三層からなってもよい。着色層３１ｃを有する光ファイバ心線に外層樹脂１６を被覆した光ファイバ心線１９の断面を図５に示す。図５に示す被覆光ファイバ心線１９は合計４層の樹脂層を有する。ガラスファイバ３０の直径は通常１２５μｍであるが、８０ないし１２５μｍの直径のガラスファイバ３０が使用されることもある。光ファイバ心線１の直径は通常２５０ないし２５５μｍであるが、１８０ないし１６０μｍの直径の光ファイバ心線１が使用されることもある。被覆光ファイバ心線１９の直径は例えば４００ないし９００μｍである。
【００３２】
本発明において減少される樹脂層の表面に含まれる二重結合は、図２では二次被覆層３１ｂの表面に含まれる二重結合であり、図３では樹脂層３１の表面に含まれる二重結合であり、図４では着色層３１ｃの表面に含まれる二重結合である。
【００３３】
第二形態では、光ファイバ心線にエネルギーを与えることにより、式（５）に示すようように、光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を開裂させて炭素の遊離基を生成させる。
【００３４】
【化４】
【００３５】
生成した炭素の遊離基が反応性物質に作用してラジカル反応を起こし、前記反応性物質またはその一部分と共有結合を生じる。例えば、反応性物質が四フッ化二炭素（Ｃ２Ｆ４）ガスであると式（６）に示す反応が起こり、樹脂層の表面にあった二重結合を有していた炭素は四フッ化二炭素由来の炭素と共有結合をする。これにより、光ファイバ心線に含まれる未反応の二重結合を減らし、前記光ファイバ心線に外層を被覆するときに、前記光ファイバ心線の樹脂層に含まれる二重結合を有する炭素原子と外層に含まれる原子との間に共有結合が生じることを減少させる。
【００３６】
【化５】
【００３７】
第二形態において、光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与える方法には、光や電子線などの放射線を前記第一物質に照射すること、２００℃以下の気体プラズマ中に前記光ファイバ心線をおくこと、光ファイバ心線を加熱すること、前記光ファイバ心線をグロー放電などの放電下におくことが例示できる。
【００３８】
図６を参照して、光ファイバ心線を高温の気体プラズマに通過させて前記光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えてそれに含まれる二重結合を開裂させて炭素の遊離基を生成させ、これに反応性物質である四フッ化二炭素ガスを接触させて前記樹脂層の二重結合を減少させる例を説明する。
【００３９】
ガラスファイバに樹脂層が被覆された光ファイバ心線１が供給ボビン２から繰り出され、ガイドローラ３ａを経由して活性化室２３に入る。
【００４０】
活性化室２３には供給口２５および排出口２６が設けられる。供給口２５は配管２７により気体プラズマ供給源２８に連結されている。活性化室２３には気体プラズマ供給源２８から窒素、アルゴンまたは酸素等の２００℃以下の気体プラズマが供給される。活性化室２３内の気体プラズマは排出口２６から排出される。つまり、活性化室２３内には供給口２５から排出口２６に向かう気体プラズマの流れができる。反応性プラズマを２００℃以下とすることにより、光ファイバ心線の樹脂層に損傷を与えることがなく、製造される被覆光ファイバ心線の曲げや疲労劣化に対する耐性を維持することができる。
【００４１】
活性化室２３内では、気体プラズマのエネルギーが光ファイバ心線１の樹脂層の二重結合を有する炭素原子に与えられ、前記式（５）に示した反応により、炭素の遊離基が生成される。
【００４２】
活性化室２３の下流には反応室２４が配される。
反応室２４には供給口３５および排出口３６が設けられる。供給口３５は配管３７により反応性物質供給源３８に連結されている。反応室２４には反応性物質供給源３８から反応性物質である四フッ化二炭素（Ｃ２Ｆ４）ガスが供給される。反応室２４内の四フッ化二炭素ガスは排出口３６から排出される。つまり、反応室２４内には供給口３５から排出口３６に向かう四フッ化二炭素ガスの流れができる。
【００４３】
活性化室２３を通過した光ファイバ心線１は反応室２４に入るがその表面には活性化室２３内で生成された炭素の遊離基が存在する。この炭素の遊離基が反応室２４内で前記式（６）に示したように四フッ化二炭素ガスと反応する。こうして光ファイバ心線の樹脂層の表面に存在する未反応の二重結合が減少する。
【００４４】
反応室２４を通過した光ファイバ心線１は、第一形態と同様に外層樹脂１６が充填された塗布装置１７を通過して外層樹脂１６が塗布され、さらに硬化装置１８を通過して外層樹脂１６が硬化され、外層樹脂が被覆された被覆光ファイバ心線１９となる。そして、被覆光ファイバ心線１９はガイドローラ３ｂによりパスラインの向きを変えられて、引取装置２０により引き取られ、巻取装置２１に巻取られる。
【００４５】
図６では活性化室２３と反応室２４とを連続させるように示したが、図７に示すように、活性化室２３と反応室２４とは所定の間隔をおいて配置してもよい。
【００４６】
第一形態、第二形態のいずれにおいても、二重結合を有していた炭素と結合する反応性物質は、前記二重結合と反応した後に、光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーを低下させる物質であることが好ましい。樹脂層の表面自由エネルギーはその樹脂層と水との接触角を測定することによって大小を評価することができる。接触角が大きいほど表面自由エネルギーが少ない。
例えば、光ファイバ心線が図５に示すようにその最外層に着色層３ｃを有する場合、着色層３ｃを構成する樹脂を厚さ数百μｍ（例えば、２００μｍ）程度の薄膜層として、その上に水滴を直径４ないし６ｍｍになるように垂らして接触角を測定する。例えば、滴下３０秒後の液滴を、市販の接触角計（例えば、共和界面化学社製ＦＡＣＥ ＣＡ−Ｄ）を用いて測定する。図８に示すように、接触角αは、水滴４１の頂点Ｔと接触点Ｅとを結ぶ線がシート４２となす角θの２倍として求める。その後、前記薄膜層を高温気体プラズマ下において活性化させ、それから反応性物質を接触させる。その後、前回と同様に樹脂層に水滴を垂らして接触角を測定する。両者を比較して、接触角が大きくなれば、光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーが低下したと判断する。
【００４７】
反応性物質を選択するにあたり、上記したような手法により前記反応性物質が光ファイバ心線の表面自由エネルギーを低下させることが確認されたものを使用すると、光ファイバ心線の表面と外層樹脂との間の水素結合などの緩やかな結合が生じず、一層、前記外層を除去して光ファイバ心線を露出することが容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は被覆光ファイバ心線に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の被覆光ファイバ心線の製造方法の一形態を示す図である。
【図２】本発明に使用可能な光ファイバ心線の断面図である。
【図３】本発明に使用可能な別の光ファイバ心線の断面図である。
【図４】本発明に使用可能な別の光ファイバ心線の断面図である。
【図５】本発明の被覆光ファイバ心線の一形態を示す断面図である。
【図６】本発明の被覆光ファイバ心線の製造方法の別の形態を示す図である。
【図７】本発明の被覆光ファイバ心線の製造方法の別の形態の要部拡大図である。
【図８】接触角を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 光ファイバ心線
２ 供給ボビン
３ａ ガイドローラ
３ｂ ガイドローラ
４ 反応室
５ ガス供給口
６ ガス排出口
７ 配管
８ クロロホルム供給源
１０ クロロホルム
１１ 配管
１２ ヒータ
１３ 紫外線ランプ
１４ 反射鏡
１５ 筐体
１６ 外層樹脂
１７ 塗布装置
１８ 硬化装置
１９ 被覆光ファイバ心線
２０ 引取装置
２１ 巻取装置
２２ ヒータ
２３ 活性化室
２４ 反応室
２５ 供給口
２６ 排出口
２７ 配管
２８ 気体プラズマ供給源
３０ ガラスファイバ
３１ 樹脂層
３５ 供給口
３６ 排出口
３７ 配管
３８ 反応性物質供給源
４１ 水滴
４２ シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスファイバ上に樹脂層を被覆した光ファイバ心線に反応性物質を前記樹脂層の外部から接触させて前記樹脂層の表面に含まれていた二重結合を有していた炭素原子と前記反応性物質またはその一部分とを結合させる結合工程および前記光ファイバ心線の樹脂層の上に外層を形成する形成工程を有する被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項２】
前記結合工程において前記二重結合を開裂する作用を有する反応性物質が前記二重結合を開裂して前記二重結合を有していた炭素原子と結合する請求項１に記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項３】
第一物質にエネルギーを与えて前記二重結合を開裂する作用を有する前記反応性物質を生成する工程を前記結合工程の前段工程として有し、前記結合工程の後段工程において前記反応性物質が前記炭素原子と結合する請求項２に記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えて前記樹脂層の表面に含まれている二重結合を有する炭素を遊離基にする工程を前記結合工程の前段工程として有し、前記結合工程の後段工程において前記遊離基が前記反応性物質またはその一部分と結合する請求項１に記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項５】
前記結合工程が前記光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーを低下させる請求項１ないし３のいずれかに記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項６】
ガラスファイバ上に被覆された樹脂層の表面で二重結合が開裂して前記樹脂層の外部から与えられた物質と前記二重結合を有していた炭素原子とが共有結合していて、さらにその上に外層が被覆された被覆光ファイバ心線。
【請求項１】
ガラスファイバ上に樹脂層を被覆した光ファイバ心線に反応性物質を前記樹脂層の外部から接触させて前記樹脂層の表面に含まれていた二重結合を有していた炭素原子と前記反応性物質またはその一部分とを結合させる結合工程および前記光ファイバ心線の樹脂層の上に外層を形成する形成工程を有する被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項２】
前記結合工程において前記二重結合を開裂する作用を有する反応性物質が前記二重結合を開裂して前記二重結合を有していた炭素原子と結合する請求項１に記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項３】
第一物質にエネルギーを与えて前記二重結合を開裂する作用を有する前記反応性物質を生成する工程を前記結合工程の前段工程として有し、前記結合工程の後段工程において前記反応性物質が前記炭素原子と結合する請求項２に記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバ心線の樹脂層にエネルギーを与えて前記樹脂層の表面に含まれている二重結合を有する炭素を遊離基にする工程を前記結合工程の前段工程として有し、前記結合工程の後段工程において前記遊離基が前記反応性物質またはその一部分と結合する請求項１に記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項５】
前記結合工程が前記光ファイバ心線の樹脂層の表面自由エネルギーを低下させる請求項１ないし３のいずれかに記載の被覆光ファイバ心線の製造方法。
【請求項６】
ガラスファイバ上に被覆された樹脂層の表面で二重結合が開裂して前記樹脂層の外部から与えられた物質と前記二重結合を有していた炭素原子とが共有結合していて、さらにその上に外層が被覆された被覆光ファイバ心線。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１１２０７（Ｐ２００７−１１２０７Ａ）
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９４９８５（Ｐ２００５−１９４９８５）
【出願日】平成１７年７月４日（２００５．７．４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（３９９０４０４０５）東日本電信電話株式会社 (286)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月４日（２００５．７．４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（３９９０４０４０５）東日本電信電話株式会社 (286)
【Ｆターム（参考）】
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