(57)【要約】【課題】湿度や静電気除去装置の除電効果の変動に影響されることなく安定した巻替を行うことができる光ファイバ素線を提供する。【解決手段】光ファイバ裸線上に線引により一次被覆層及び二次被覆層を設けて光ファイバ素線を製造した後、巻替過程において巻取ボビンに巻き取られた光ファイバ素線表面の帯電圧が２０ｋＶ以下になるようにすることにより、湿度や静電気除去装置の除電効果の変動に影響されることなく安定した巻替を行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線において、上記二次被覆層は常温での体積固有抵抗値が１×１０１４Ω・ｃｍ以下の樹脂からなることを特徴とする光ファイバ素線。
【請求項２】
光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線において、上記二次被覆層は摩擦帯電圧が３０００Ｖ以下である樹脂からなることを特徴とする光ファイバ素線。
【請求項３】
光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線において、上記二次被覆層は、アモーゲン類、エレノン、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド、非イオン活性剤、ノニオン系活性剤、カチオン系活性剤、アニオン系活性剤等から選ばれる少なくとも１種類以上が添加された樹脂からなることを特徴とする光ファイバ素線。
【請求項４】
上記二次被覆層は、巻取ボビンに巻き取られた時の表面の帯電圧が２０ｋＶ以下になる請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ素線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線に係り、特に安定した高速線引が可能な光ファイバ素線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ素線は、光ファイバ裸線上に線引されるコーティング材として、紫外線硬化樹脂が主に用いられ、線引速度の高速化、線引長の長尺化が進んでいる。
【０００３】
通常、線引後の品質チェックとして、巻替を兼ねたプルーフテストが行われる。
【０００４】
プルーフテストとは、光ファイバ素線のガラスに強度の低い欠陥部分がないかを調べる試験であり、一定の張力を加えて巻替を実施することにより行われている。
【０００５】
このプルーフテストにおいては光ファイバ素線を高速で走行させるため、ファイバ表面に摩擦による静電気が発生しやすく、この静電気により光ファイバ素線に巻乱れが生じ、伝送損失が増加するという問題があるため、この静電気量、すなわち光ファイバ素線表面の帯電圧を測定し、低減する必要がある。
【０００６】
この帯電圧を測定して光ファイバ素線を製造する方法としては、表面の帯電圧を測定して紫外線硬化樹脂の架橋度を検出し、検出した架橋度に応じて紫外線の照射密度を制御することにより、帯電圧の低い、すなわち高い架橋度の樹脂被覆層を有する光ファイバ素線を製造する方法が提案されており（例えば、特許文献１参照。）、通常、巻替装置には静電気除去装置が取り付けられている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１８３７９０号公報（第２−３頁、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバ素線の帯電圧は、周囲の湿度の影響を受けやすいため、静電気除去装置の除電性能を安定して保つことが困難であり、巻替時の除電効果が不十分になる場合が多い。こうなると、再度巻替を実施したり、ひどい場合には廃却しなければならなくなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、湿度や静電気除去装置の除電効果の変動に影響されることなく安定した巻替を行うことができる光ファイバ素線を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線において、二次被覆層は常温での体積固有抵抗値が１×１０１４Ω・ｃｍ以下の樹脂からなるものである。
【００１１】
請求項２の発明は、光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線において、二次被覆層は摩擦帯電圧が３０００Ｖ以下である樹脂からなるものである。
【００１２】
請求項３の発明は、光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられた光ファイバ素線において、二次被覆層は、アモーゲン類、エレノン、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド、非イオン活性剤、ノニオン系活性剤、カチオン系活性剤、アニオン系活性剤等から選ばれる少なくとも１種類以上が添加された樹脂からなるものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、二次被覆層は、巻取ボビンに巻き取られた時の表面の帯電圧が２０ｋＶ以下になるものである。
【００１４】
上記構成によれば、巻取ボビンへの巻取時の静電気によるファイバ同士の反発作用が弱くなるので、巻乱れが生じにくくなり、湿度や静電気除去装置の除電効果の変動に影響されることなく安定した巻替を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
本発明者らは、光ファイバ素線の巻取ボビンへの巻取時に巻乱れが生じる原因を調査した結果、光ファイバ素線表面の帯電圧、さらに二次被覆層の体積固有抵抗値、摩擦帯電圧等が影響していることを見出した。
【００１７】
本発明にかかる光ファイバ素線は、コアとクラッドとからなる光ファイバ裸線上に一次被覆層及び二次被覆層が順次設けられており、巻取ボビンに巻き取られている。そして、巻取ボビンへの巻取時の表面の帯電圧が２０ｋＶ以下になっている。
【００１８】
二次被覆層は、常温での体積固有抵抗値が１×１０１４Ω・ｃｍ以下であるか、または摩擦帯電圧が３０００Ｖ以下であるか、またはアモーゲン類、エレノン、リン酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド、非イオン活性剤、ノニオン系活性剤、カチオン系活性剤、アニオン系活性剤等から選ばれる少なくとも１種類以上が添加されている。
【００１９】
一次被覆層及び二次被覆層としては、特に限定するものではないが、一般には紫外線硬化樹脂組成物が用いられる。
【００２０】
紫外線硬化樹脂組成物としては、ウレタン（メタ）アクリレート系、エポキシ（メタ）アクリレート系、ポリエステル（メタ）アクリレート系、シリコーン（メタ）アクリレート系などがある。
【００２１】
さらに、一次被覆層には主にヤング率が０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａのものが、二次被覆層にはヤング率が５０ＭＰａ〜２００ＭＰａのものが用いられる。
【００２２】
巻取ボビンに巻き取られた光ファイバ素線表面の帯電圧を２０ｋＶ以下とするのは、それより帯電圧が大きいと巻取ボビンへ光ファイバ素線が巻き取られる際に、静電気によるファイバ同士の反発作用が強くなり、巻乱れが生じ、ボビン巻状態での伝送損失が大きくなるためである。また、巻替性は湿度や除電装置の性能の変動による影響を受けやすいので、光ファイバ素線表面の帯電圧は好ましくは１５ｋＶ以下が良い。
【００２３】
ここでいう帯電圧とは、温度２３±２℃、湿度６０±５％、巻替速度４００ｍ／ｍｉｎ以上でプルーフテストを行った場合に、除電装置なしで巻取ボビンの光ファイバ素線表面に生じる静電気量を、高精度静電気センサＳＫ（キーエンス製）により測定した値に基づく。
【００２４】
また、二次被覆層の体積固有抵抗値を１×１０１４Ω・ｃｍ以下とするのは、それ以上高くなると、高速で光ファイバ素線のプルーフテストを行った場合に、ファイバ表面に生じる静電気の反発作用が強くなり、巻取ボビンへの巻取時に巻乱れが生じ、ボビン巻状態での伝送損失が大きくなるためである。
【００２５】
ここでいう体積固有抵抗値とは、Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅｔｅｒ（ＹＨＰ製  ｍｏｄｅｌ  ４３２９Ａ）と、Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ  Ｃｅｌｌ（ＹＨＰ製  １６００８Ａ）とにより、５００Ｖで１分間課電後の抵抗値を測定して得られる値を示している。
【００２６】
また、二次被覆層の摩擦帯電圧を３０００Ｖ以下とするのは、それ以上大きくなると高速で光ファイバ素線のプルーフテストを行った場合に、ファイバ同士の反発作用により巻取ボビンへの巻取時に巻乱れが生じ、ボビン巻状態での伝送損失が大きくなるためである。さらに、巻替性は湿度や除電装置の性能の変動による影響を受けやすいので、好ましくは摩擦帯電圧が２０００Ｖ以下のものを用いることが望ましい。
【００２７】
ここでいう摩擦帯電圧とは、ロータリースタティックテスタ（摩擦物：ステンレス  ２０℃，６５％ＲＨ）により測定した値に基づく。
【００２８】
また、二次被覆層に用いる樹脂に、アモーゲン類（化１式、化２式）、エレノン（化３式）、リン酸エステル（化４式）、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミド、非イオン活性剤、ノニオン系活性剤、カチオン系活性剤、アニオン系活性剤等から選ばれる少なくとも１種類以上を添加するのは、摩擦などにより光ファイバ素線表面に発生する静電気を抑えるためである。添加量は特に規定するものではないが、０．０１〜１ｗｔ％が好ましい。添加量が０．０１ｗｔ％より少ないと、帯電防止効果が得にくくなるためである。また、添加量が１ｗｔ％より多くなると、帯電防止効果が少なくなることや、機械特性、識別のための着色ＵＶインキとの密着性などの特性の低下を引き起こしやすくなるためである。
【００２９】
【化１】
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【００３０】
【化２】
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【００３１】
【化３】
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【００３２】
【化４】
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【００３３】
次に本発明にかかる光ファイバ素線の製造方法を、作用と共に図２、図３を用いて説明する。
【００３４】
図２は光ファイバ裸線上に紫外線硬化樹脂被覆層を形成するための紫外線照射装置の概略図であり、図３は光ファイバ素線の巻替装置の概略図である。
【００３５】
図２に示すように、光ファイバ裸線上に被覆層を設けるには、光ファイバ裸線上に線引により紫外線硬化樹脂が被覆された光ファイバ素線を通過させる石英管１と紫外光を照射するＵＶランプ２とがほぼ平行に設けられ、それら石英管１とＵＶランプ２とを取り囲むように、半円筒状の２つの反射板３が設けられた紫外線照射装置を用いる。
【００３６】
また、図３に示すように、送出ボビン４に巻き取られた光ファイバ素線を巻替えるには、送出ボビン４から送出された光ファイバ素線が巻回される複数のプーリ９と、光ファイバ素線を走行させるベルトラップ５と、光ファイバ素線を巻き取る巻取ボビン７とで主に構成され、この巻取ボビン７の近傍に、巻き取られた光ファイバ素線に発生した静電気を除去する静電気除去装置（イオライザー）６と、その光ファイバ素線の帯電量を検出する静電気センサ８とを備えた巻替装置を用いる。
【００３７】
これらの装置を用いてボビン巻光ファイバ素線を製造するに際しては、光ファイバ裸線としての石英ガラスファイバ（例えば直径ｄ＝１２５±１μｍ）上に、一次被覆層（例えば約３５μｍ厚）及び二次被覆層（例えば約２５μｍ厚）を被覆する。
【００３８】
このとき、一次被覆層に対して図２に示したような４ｋＷの紫外線照射装置を２灯（ランプ長各２５０ｍｍ）用い、二次被覆層に対して６ｋＷの紫外線照射装置を４灯（ランプ長各２５０ｍｍ）用い、線引速度１２００ｍ／ｍｉｎで１０００ｋｍ線引し、被覆層を硬化させた後、送出ボビンに巻き取る。
【００３９】
そして、図３に示したように、送出ボビン４から光ファイバ素線を送り出し、静電気除去装置６により表面の静電気を除去しながら巻取ボビン７に巻替える。
【００４０】
これにより、巻取ボビン７への巻取時の静電気によるファイバ同士の反発作用が弱くなるので、巻乱れが生じにくくなり、湿度や静電気除去装置６の除電効果の変動に影響されることなく安定した巻替を行うことができる。
【００４１】
【実施例】
次に、本発明のより具体的な実施例を比較例を用いて説明する。
【００４２】
まず、二次被覆層として表１に示すＡ〜Ｆの二次被覆材を用い、二次被覆材Ａ〜Ｅを用いた実施例Ｉ〜Ｖ及び二次被覆材Ｆを用いた比較例の光ファイバ素線を３０００ｋｍずつ製造した。
【００４３】
二次被覆材Ｃ及びＤとＥに使用した帯電防止剤は、Ｃが化１式、ＤとＥが化４式で示されるものであり、その添加量はＣが０．０２ｗｔ％、Ｄが０．２ｗｔ％、Ｅが１．０ｗｔ％とした。
【００４４】
【表１】
2004170872.tif 000007
【００４５】
そして、これらの実施例Ｉ〜Ｖ及び比較例について、図３に示した巻替装置により、線引後の送出ボビンから２５ｋｍずつ、プルーフテストを兼ねた巻替を速度１２００ｍ／ｍｉｎで行い、巻取ボビンに巻き取られた光ファイバ素線表面の帯電圧を静電気センサ（キーエンス製）を用いて測定した。
【００４６】
さらに、巻替した光ファイバ素線を、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｒａｃｔｍｅｔｅｒ）を用いて、巻乱れにより生じる段差の有無を確認した。なお、巻替試験は、周囲相対湿度を５０％、６０％、７０％と変えた場合と、静電気除去装置の有無とについて行い、段差が１ヶ所でも確認された巻取ボビンはＮＧとして各条件の巻替歩留を調べた。その結果を、表２に示す。
【００４７】
【表２】
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【００４８】
表２に示すように、実施例Ｉ及び実施例ＩＩと比較例とから、二次被覆材の体積固有抵抗値が９．０×１０１３Ω・ｃｍ以下、または摩擦帯電圧が２５００Ｖ以下であれば湿度５０％、６０％、７０％において、帯電圧が２０ｋＶ以下となり、従来の約４倍〜６倍の歩留が得られることが分かる。さらに、体積固有抵抗値が４．０×１０１３Ω・ｃｍ以下、または摩擦帯電圧が２０００Ｖ以下であれば、帯電圧が１５ｋＶ以下となり、より高い歩留が得られることが分かる。
【００４９】
また、実施例ＩＩＩ〜Ｖと比較例とから、帯電防止剤を添加することにより、湿度５０％、６０％、７０％において帯電圧が１５ｋＶ以下となり、従来の約５倍〜７倍の歩留が得られることが分かる。さらに、体積固有抵抗値や摩擦帯電圧が小さいほど帯電圧が低くなり、歩留が向上することが分かる。
【００５０】
また、巻乱れがなかった実施例の帯電量と巻乱れが生じた比較例の帯電量とを比較した。
【００５１】
図１（ａ）は実施例の巻替長に対する帯電量を示し、図１（ｂ）は比較例の巻替長に対する帯電量を示す。
【００５２】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、比較例の光ファイバ素線は、巻替長が０から２５ｋｍにわたって全体的に帯電量が１０〜３０ｋＶであったのに対して、実施例の光ファイバ素線は、巻替長が０から２０ｋｍにわたって帯電量が１０ｋＶ以下、２０から２５ｋｍにわたって２０ｋＶ以下であった。
【００５３】
このことから、帯電量が小さい方がボビン巻替性の安定化が図られ、歩留まりが向上することが分かる。
【００５４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、湿度や静電気除去装置の除電効果の変動に影響されることなく安定した巻替を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は比較例の巻替長に対する帯電量を示し、（ｂ）は実施例の巻替長に対する帯電量を示す。
【図２】光ファイバ裸線上に紫外線硬化樹脂被覆層を形成するための紫外線照射装置の概略図である。
【図３】光ファイバ素線の巻替装置の概略図である。
【符号の説明】
１  石英管
２  ＵＶランプ
３  反射板
４  送出ボビン
５  ベルトラップ
６  静電気除去装置（除電装置）
７  巻取ボビン
８  静電気センサ（帯電量センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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