(57)【要約】【課題】  ヤング率に起因する被覆層の剥離や割れの発生を防止する光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置を提供する。【解決手段】  光ファイバ母材１１を溶融紡糸して光ファイバ裸線１３を形成する紡糸工程と、この光ファイバ裸線１３に一次被覆層を形成した後、一次被覆層の外周に被覆材を塗布し、この被覆材を第二の架橋筒１８に設けられた架橋灯から照射される光により硬化させて二次被覆層を形成し、光ファイバ素線１９とする被覆工程と、この光ファイバ素線１９に、捻り装置２２によって捻りを加えることにより、光ファイバ母材１１の溶融部分に捻りを加える捻り工程とを備えた光ファイバ素線の製造方法であって、捻り工程において、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率を５０ＭＰａ〜３００ＭＰａ、温度を５０〜１３０℃とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、該紡糸工程により形成された光ファイバ裸線に被覆材を塗布し、該被覆材を架橋筒に設けられた架橋灯から照射される光により硬化させて被覆層を形成し、光ファイバ素線とする被覆工程と、該被覆工程により形成された光ファイバ素線に、捻り装置によって捻りを加えることにより、光ファイバ母材の溶融部分に捻りを加える捻り工程とを備えた光ファイバ素線の製造方法であって、
前記捻り工程において、前記捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の被覆層の最外層のヤング率が５０ＭＰａ〜３００ＭＰａであることを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
前記捻り工程において、前記捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の被覆層の最外層の温度を５０〜１３０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
前記捻り工程において、前記架橋筒と、前記捻り装置との間の距離を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項４】
前記捻り工程において、光ファイバ素線に捻りを加える前に、光ファイバ素線の被覆層を加熱および／または冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項５】
光ファイバ母材を溶融する紡糸炉と、光ファイバ裸線に被覆材を塗布する被覆材塗布装置と、被覆材に光を照射して、被覆材を硬化させる架橋灯を有する架橋筒と、光ファイバ素線に捻りを加える捻り装置とを備えた光ファイバ素線の製造装置であって、
前記捻り装置は光ファイバ素線の線引き方向に沿って移動可能に設けられ、前記架橋筒と前記捻り装置との間の距離が制御可能となっていることを特徴とする光ファイバ素線の製造装置。
【請求項６】
光ファイバ母材を溶融する紡糸炉と、光ファイバ裸線に被覆材を塗布する被覆材塗布装置と、被覆材に光を照射して、被覆材を硬化させる架橋灯を有する架橋筒と、光ファイバ素線に捻りを加える捻り装置とを備えた光ファイバ素線の製造装置であって、
前記架橋筒と前記捻り装置との間に、加熱手段および／または冷却手段が設けられていることを特徴とする光ファイバ素線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置に関するものであり、特に、光ファイバ素線における偏波モード分散を低減するために、光ファイバ母材に捻りを加える工程を適用した光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ファイバ素線は、以下のようにして製造されている。
図２は、従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【０００３】
光ファイバ素線の製造においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材１０１を紡糸炉１０２内に収容し、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気中で、その先端部分を約２０００℃に高温加熱し、溶融紡糸して、光ファイバ裸線１０３とする。
【０００４】
次いで、光ファイバ裸線１０３を冷却筒１０４内に送り込む。冷却筒１０４内には、ヘリウムや窒素ガスなどの冷却用ガスが供給されており、冷却筒１０４において光ファイバ裸線１０３を次工程の一次被覆層の形成に好適な温度まで急冷する。
【０００５】
次いで、冷却筒１０４で冷却された光ファイバ裸線１０３は、一次被覆層形成用の被覆材塗布装置１０５およびＵＶランプ１０６により、紫外線硬化型樹脂などからなる一次被覆層で被覆される。
【０００６】
さらに、一次被覆層が設けられた光ファイバ裸線１０３は、二次被覆層形成用の被覆材塗布装置１０７およびＵＶランプ１０８により、紫外線硬化型樹脂などからなる二次被覆層で被覆され、光ファイバ素線１０９となる。
【０００７】
さらに、紡糸中の光ファイバ素線１０９は、捻り装置１１０によって捻りが加えられた後、ターンプーリ１１１によって別方向に向きを変えられ、引取機１１２、ダンサーロール１１３を経て、巻取ドラム１１４に巻き取られる。
【０００８】
近年、光ファイバ素線の製造において、光ファイバ素線の偏波モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ、以下「ＰＭＤ」と略す。）を低減する目的から、上述のような光ファイバ素線の製造装置では、捻り装置１１０を設け、光ファイバ素線１０９に捻りを加えることにより、光ファイバ母材１０１の加熱溶融部（光ファイバ母材１０１の下端部）に捻りを付与しながら、光ファイバ裸線１０３を溶融紡糸している（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照。）。
【０００９】
捻り装置１１０によって、線引き中の光ファイバ素線１０９に加えられた捻りは、光ファイバ母材１０１の加熱溶融部まで伝わる。そのため、光ファイバ母材１０１の加熱溶融部には、捻りが加えられながら、光ファイバ裸線１０３が溶融紡糸される。したがって、紡糸後の光ファイバ裸線１０３には捻りが固定される。
このような光ファイバ素線の製造方法によれば、ＰＭＤが低減された光ファイバ素線を得ることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜特許文献６などには、光ファイバ素線に捻りを加える原理、方法、装置などについては開示されているものの、これらを用いた具体的な光ファイバ素線の製造条件については、何ら開示されていない。
【００１１】
一般に、特許文献１〜特許文献６などに開示されている方法において、捻り装置により二次被覆層形成後の光ファイバ素線に加えられる捻りは、二次被覆層、一次被覆層、光ファイバ裸線の順に伝わる。
この捻りは、例えば、捻り装置に設けられた捻りローラによって光ファイバ素線に加えられたトルク、および、光ファイバ素線の被覆層と捻りローラの摩擦によって加えられる。
【００１２】
光ファイバ素線に効率良くトルクを加えるためには、光ファイバ素線の被覆層に対する捻りローラ表面の摩擦力が非常に重要な因子となる。そこで、被覆層に対する捻りローラ表面の摩擦力を上げる方法としては、光ファイバ素線に張力を加えながら、光ファイバ素線を捻りローラで押圧する方法、または、少なくとも一対の捻りローラにより光ファイバ素線を挟む方法が用いられる。
【００１３】
しかしながら、光ファイバ素線を捻りローラで押圧する力、または、捻りローラにより光ファイバ素線を挟む力が大き過ぎると、トルクを加える際の被覆層のヤング率（主に、被覆層の最外層のヤング率：一次被覆層、二次被覆層からなる二層構造の光ファイバ素線では、二次被覆層のヤング率）が高い場合、光ファイバ素線に加えられた力が、一般的に被覆層の最外層よりもヤング率の低い内側の被覆層（二層構造の光ファイバ素線では、一次被覆層）に吸収される。その結果として、内側の被覆層が押し潰されて、光ファイバ裸線と、内側の被覆層との界面において被覆層が剥離したり、内側の被覆層が割れたりすることがある。このような被覆層に生じた不具合により、光ファイバ素線では、マイクロベンドに起因する伝送損失が増加したり、被覆層の耐環境性が劣化するという問題がある。
【００１４】
一方、光ファイバ素線の被覆層が剥離したり、割れたりすることを防止するために、捻りローラの光ファイバ素線に対する押圧力を小さくし過ぎると、光ファイバ素線に十分にトルクが加えられない。そのため、光ファイバ素線と捻りローラとの間で滑りが生じ、結果として、線引き中の光ファイバ素線に線ぶれが発生して、被覆層の厚みが偏るなどの被覆不良を生じる。
【００１５】
そこで、光ファイバ裸線と、一次被覆層との界面における剥離を防止し、一次被覆層を安定に光ファイバ裸線に密着させる方法としては、例えば、被覆材塗布装置内に導入される直前の光ファイバ裸線の温度を、所定の温度範囲内に制御する方法が挙げられる（例えば、特許文献７、特許文献８参照。）。
【００１６】
しかしながら、被覆層の光ファイバ裸線に対する密着力は、被覆材自体が有する最大密着力によって決定されるため、この最大密着力よりは大きくならない。仮に、被覆層の光ファイバ裸線に対する密着力を大きくしても、被覆層の割れを防止するには効果がない。
【００１７】
また、光ファイバ裸線と、一次被覆層との界面における剥離を防止する方法としては、一次被覆層をなす被覆材を適宜選択するなどして、一次被覆層のヤング率やガラス転移点を調整し、二次被覆層に加えられた外力を、一次被覆層に吸収させる方法が挙げられる（例えば、特許文献９、特許文献１０参照。）。
【００１８】
しかしながら、光ファイバ素線に捻りを加える工程（以下、「捻り工程」と略す。）を適用した光ファイバ素線の製造方法では、常に光ファイバ素線に回転トルクが外力として加えられているため、一次被覆層によって、その外力を吸収しきれず、光ファイバ裸線と、一次被覆層との界面における剥離を完全に防止することができない。また、常温における被覆層のヤング率と、捻りを加えた時の被覆層のヤング率は大きく異なっている。光ファイバ素線の製造においては、捻りを加えた時の被覆層のヤング率が重要であるから、特許文献９、特許文献１０に開示されている方法をそのまま適用することはできない。
【００１９】
さらに、一次被覆層を形成する被覆材の組成を調整して、光ファイバ裸線に対する密着力や、二次被覆層に対するヤング率の比および密着力の比が所定の範囲内となるようにして、光ファイバ素線の被覆層が剥離したり、被覆層が割れたりすることを防止する方法が挙げられる（例えば、特許文献１１、特許文献１２参照。）。
【００２０】
しかしながら、特許文献１１、特許文献１２に開示されている方法は、通常、常温における被覆材の組成を調整して、製造後の光ファイバ素線の被覆層の特性（ヤング率、密着力）を所定の範囲内にすることを目的としている。また、捻り工程を適用した光ファイバ素線の製造方法では、光ファイバ素線には、被覆材が硬化した直後の高温状態で捻り装置による外力が加えられるので、被覆材の密着力だけでなく、実際に捻りが加えられる時の温度における被覆材のヤング率が、被覆層の形成に影響を及ぼしている。このようなことから、特許文献１１、特許文献１２に開示されている方法は、捻り工程を適用した光ファイバ素線の製造方法には適用できない。
【００２１】
また、光ファイバ素線を常温まで冷却し、その後、捻り装置によって捻りを加える方法により光ファイバ素線を製造した場合、光ファイバ素線の二次被覆層のヤング率が高過ぎるため、外力は全て一次被覆層に吸収されるから、一次被覆層が剥離したり、一次被覆層が割れるという問題があった。
【特許文献１】特許２９８１０８８号公報
【特許文献２】特許３２２４２３５号公報
【特許文献３】特表平１０−５０７４３８号公報
【特許文献４】特許３０７０６０３号公報
【特許文献５】特許３０７０６０４号公報
【特許文献６】特開２０００−１４３２７７号公報
【特許文献７】特許３４０１０４６号公報
【特許文献８】特開２００３−２２６５５９号公報
【特許文献９】特開２００ １− １０８８７４号公報
【特許文献１０】特開平８−１２９１１９号公報
【特許文献１１】特開平９−５５８７号公報
【特許文献１２】特開平１１−１１６２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、ヤング率に起因する被覆層の剥離や割れの発生を防止する光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置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】
【００２３】
本発明は、上記課題を解決するために、光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、該紡糸工程により形成された光ファイバ裸線に被覆材を塗布し、該被覆材を架橋筒に設けられた架橋灯から照射される光により硬化させて被覆層を形成し、光ファイバ素線とする被覆工程と、該被覆工程により形成された光ファイバ素線に、捻り装置によって捻りを加えることにより、光ファイバ母材の溶融部分に捻りを加える捻り工程とを備えた光ファイバ素線の製造方法であって、前記捻り工程において、前記捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の被覆層の最外層のヤング率が５０ＭＰａ〜３００ＭＰａである光ファイバ素線の製造方法を提供する。
【００２４】
前記捻り工程において、前記捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の被覆層の最外層の温度を５０〜１３０℃とすることが好ましい。
【００２５】
前記捻り工程において、前記架橋筒と、前記捻り装置との間の距離を制御することが好ましい。
【００２６】
前記捻り工程において、光ファイバ素線に捻りを加える前に、光ファイバ素線の被覆層を加熱および／または冷却することが好ましい。
【００２７】
本発明は、光ファイバ母材を溶融する紡糸炉と、光ファイバ裸線に被覆材を塗布する被覆材塗布装置と、被覆材に光を照射して、被覆材を硬化させる架橋灯を有する架橋筒と、光ファイバ素線に捻りを加える捻り装置を備えた光ファイバ素線の製造装置であって、前記捻り装置は光ファイバ素線の線引き方向に沿って移動可能に設けられ、前記架橋筒と前記捻り装置との間の距離が制御可能となっている光ファイバ素線の製造装置を提供する。
【００２８】
本発明は、光ファイバ母材を溶融する紡糸炉と、光ファイバ裸線に被覆材を塗布する被覆材塗布装置と、被覆材に光を照射して、被覆材を硬化させる架橋灯を有する架橋筒と、光ファイバ素線に捻りを加える捻り装置を備えた光ファイバ素線の製造装置であって、前記架橋筒と前記捻り装置との間に、加熱手段および／または冷却手段が設けられている光ファイバ素線の製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の被覆層の最外層のヤング率を低くすることができるから、捻り装置によって光ファイバ素線に外力が加えられても、被覆層の最外層、および、最外層よりも内側の被覆層で吸収することができるから、光ファイバ裸線からの被覆層の剥離、および、最外層よりも内側の被覆層の割れを防止することができる。
したがって、光ファイバ素線において、被覆層の剥離および割れによって生じるマイクロベンドに起因する伝送損失の増加を抑制することができる。また、光ファイバ素線の被覆層の剥離および割れを抑制することが出来るので、耐環境性に優れる光ファイバ素線を製造することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、光ファイバ母材の加熱溶融部に、効果的に捻りを加えることができるように、捻り装置によって光ファイバ素線にトルクを加えることができるから、ＰＭＤを低減した光ファイバ素線を効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施した光ファイバ素線の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
図１中、符号１１は光ファイバ母材、１２は紡糸炉、１３は光ファイバ裸線、１４は冷却筒、１５は第一の被覆材塗布装置、１６は第一の架橋筒、１７は第二の被覆材塗布装置、１８は第二の架橋筒、１９は光ファイバ素線、２０は加熱手段、２１は冷却手段、２２は捻り装置、２３はターンプーリ、２４は引取機、２５はダンサーロール、２６は巻取ドラムをそれぞれ示している。
【００３３】
この実施形態の光ファイバ素線の製造方法においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材１１を、紡糸炉１２内に軸方向に移動可能に取り付けて、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気中で、その下端部分を約２０００℃に高温加熱し、溶融紡糸して、光ファイバ裸線１３とする（紡糸工程）。
【００３４】
次いで、光ファイバ裸線１３を冷却筒１４内に送り込む。冷却筒１４内には、ヘリウムや窒素ガスなどの冷却用ガスが供給されており、冷却筒１４において光ファイバ裸線１３を次工程の一次被覆層の形成に好適な温度まで急冷する。
【００３５】
次いで、冷却筒１４において冷却された光ファイバ裸線１３は、一次被覆層形成用の第一の被覆材塗布装置１５において、その外周を覆うように紫外線硬化型樹脂からなる第一の被覆材が塗布され、続いて、この第一の被覆材が第一の架橋筒１６に設けられたＵＶランプなどからなる架橋灯（図示略）から照射される紫外線などの光により硬化されて、一次被覆層が形成される（被覆工程）。
【００３６】
さらに、一次被覆層が設けられた光ファイバ裸線１３は、二次被覆層形成用の第二の被覆材塗布装置１７において、一次被覆層の外周を覆うように紫外線硬化型樹脂からなる第二の被覆材が塗布され、続いて、この第二の被覆材が第二の架橋筒１８に設けられたＵＶランプなどからなる架橋灯（図示略）から照射される紫外線などの光により硬化されて、二次被覆層が形成され、光ファイバ素線１９となる（被覆工程）。
【００３７】
さらに、この光ファイバ素線１９は、捻り装置２２によって捻りが加えられ（捻り工程）、ターンプーリ２３によって別方向に向きを変えられ、引取機２４、ダンサーロール２５を経て、巻取ドラム２６に巻き取られる。
【００３８】
この実施形態では、光ファイバ素線の製造装置に設けられた位置調整機構により、捻り装置２２が光ファイバ素線１９の線引き方向に沿って移動可能となっている。これにより、第二の架橋筒１８と捻り装置２２との間の距離を任意に調整することができる。
【００３９】
捻り装置２２としては、紡糸中の光ファイバ素線１９の外周の一部に当接する少なくとも一対の捻りローラを備え、この一対の捻りローラが並進運動する機構を有する装置、あるいは、一対の捻りローラが揺動運動する機構を有する装置が用いられる。
【００４０】
一対の捻りローラが揺動運動する機構を有する捻り装置の他の例としては、例えば、回転する一対の捻りローラと光ファイバ素線１９が接し、光ファイバ素線１９を紡糸方向と平行な方向に周期的に揺り動かす（以下、このような運動を「揺動運動」とする。）ことにより、光ファイバ素線１９に対して周期的に、その長手方向を軸として旋回する捻りを加えることにより、トルクを加えるものが挙げられる（以下、このような装置を「捻り装置Ａ」とする）。
【００４１】
一対の捻りローラが並進運動する機構を有する捻り装置としては、例えば、回転する一対の捻りローラの周曲面間で光ファイバ素線１９を押圧しながら、一対の捻りローラの移動方向を周期的に反転させるなどして、光ファイバ素線１９を一対の捻りローラの周曲面間において、紡糸方向と略垂直方向の前後に転動させ、光ファイバ素線１９に対して周期的に、その紡糸方向を軸として旋回する捻りを加えることにより、トルクを加えるものが挙げられる（以下、このような装置を「捻り装置Ｂ」とする）。
【００４２】
一対の捻りローラが揺動運動する機構を有する捻り装置の一例としては、例えば、回転する一対の捻りローラの周曲面間で光ファイバ素線１９を押圧しながら、一対の捻りローラをそれぞれ異なる方向に周期的に、紡糸方向に対して斜めに傾けることにより、光ファイバ素線１９に対して周期的に、その長手方向を軸として旋回する捻りを加えることにより、トルクを加えるものが挙げられる（以下、このような装置を「捻り装置Ｃ」とする）。
【００４３】
ところで、光ファイバ素線の被覆層のヤング率は温度に依存し、一般的に、被覆層のヤング率は温度が高くなるにつれて低くなり、温度が低くなるにつれて高くなる。
上記被覆工程では、一次被覆層が形成された光ファイバ裸線１３に第二の被覆材を塗布した後、第二の被覆材が第二の架橋筒１８に設けられた架橋灯から照射される紫外線などの光により硬化されて、二次被覆層が形成される。この第二の被覆材の硬化時の反応熱、および、架橋灯から発せられる幅射伝熱により、被覆層の温度は上昇し、ヤング率は低くなる。
【００４４】
そこで、この実施形態では、捻り工程において、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度を制御することによって、光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率を所定の範囲内に設定する。
【００４５】
具体的には、捻り工程において、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の被覆層の最外層（ここでは二次被覆層）の温度を５０〜１３０℃の範囲内に制御し、この時の光ファイバ素線１９の被覆層の最外層（ここでは二次被覆層）のヤング率が５０ＭＰａ〜３００ＭＰａの範囲内となるようにする。また、好ましくは、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度を７０〜１００℃の範囲内に制御し、この時の光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率が１００ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲内となるようにする。
【００４６】
この実施形態では、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度を上記範囲内に制御するには、光ファイバ素線の製造装置に設けられた位置調整機構により捻り装置２２を移動させて、第二の架橋筒１８と捻り装置２２との間の距離を調整し、第二の架橋筒１８を出て捻り装置２２に達するまでに、光ファイバ素線１９を空気で自然冷却する。
捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度を上記範囲内とするには、第二の架橋筒１８と捻り装置２２との間の距離を、光ファイバ素線１９の線引き速度および第二の架橋筒１８内の熱に応じて適宜調節し、光ファイバ素線１９の被覆層の最外層（ここでは二次被覆層）の温度で合わせることが好ましい。
【００４７】
捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度が５０℃未満では、二次被覆層のヤング率が高いため、捻り装置２２によって加えられた外力を、一次被覆層および二次被覆層全体で吸収することができず、光ファイバ裸線と、一次被覆層との界面における剥離や、一次被覆層の割れが発生し、結果として、マイクロベンドに起因する伝送損失が増加する。一方、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度が１３０℃を超えると、二次被覆層のヤング率が低過ぎるため、捻り装置２２により光ファイバ素線１９にトルクを加えた時に、二次被覆層が剥がれて、この二次被覆層が捻り装置２２に設けられたローラなどの周曲部材に付着するという不具合が生じる。このように、剥がれた二次被覆層が周曲部材に付着すると、捻り装置２２により、光ファイバ素線１９に対して所定のトルクを加えることができずに、結果として、光ファイバ素線の製造不良を生じる。
【００４８】
また、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率が５０ＭＰａ未満では、二次被覆層のヤング率が低過ぎるため、捻り装置２２により光ファイバ素線１９にトルクを加えた時に、二次被覆層が剥がれて、この二次被覆層が捻り装置２２に設けられたローラなどの周曲部材に付着するという不具合が生じる。このように、剥がれた二次被覆層が周曲部材に付着すると、捻り装置２２により、光ファイバ素線１９に対して所定のトルクを加えることができずに、結果として、光ファイバ素線の製造不良を生じる。一方、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率が３００ＭＰａを超えると、二次被覆層のヤング率が高いため、捻り装置２２によって加えられた外力を、一次被覆層および二次被覆層全体で吸収することができず、光ファイバ裸線と、一次被覆層との界面における剥離や、一次被覆層の割れが発生し、マイクロベンドに起因する伝送損失が増加する。
【００４９】
また、上述のように、第二の架橋筒１８と捻り装置２２との間の距離を調整して、光ファイバ素線１９を自然冷却することができない場合、第二の架橋筒１８と捻り装置２２との間に、加熱手段２０または冷却手段２１のいずれか一方、あるいは、加熱手段２０および冷却手段２１の両方を設けて、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層の温度を５０〜１３０℃の範囲内に制御してもよい。
【００５０】
加熱手段２０としては、電熱線などのヒータを備えた加熱筒、内部に窒素ガスやアルゴンなどの熱伝達率の低い不活性ガスを流している徐冷管などが用いられる。この加熱手段２０による加熱方法としては、例えば、ヒータの温度を調節することにより光ファイバ素線１９を加熱する方法が挙げられる。この加熱手段２０を用いて、光ファイバ素線１９の二次被覆層を加熱または徐冷することにより、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率を所定の範囲内にすることができる。
また、加熱手段２０としては、第二の架橋筒１８に設けられた架橋灯を用いることもできる。この架橋灯を用いた場合、架橋灯から発せられる輻射伝熱によって、光ファイバ素線１９の被覆層を加熱する。
【００５１】
冷却手段２１としては、内部に熱伝達率の高いヘリウムガスを流し、ヘリウムガスの流路の周りが水冷される筒からなる冷却筒などが用いられる。この冷却手段２１による冷却方法としては、例えば、ヘリウムガスの流量や冷却筒の長さを調節することにより光ファイバ素線１９を冷却する方法が挙げられる。
この冷却手段２１を用いて、光ファイバ素線１９の二次被覆層を冷却することにより、捻り装置２２により捻りを加える際の光ファイバ素線１９の二次被覆層のヤング率を所定の範囲内にすることができる。
【００５２】
なお、この実施形態では、被覆層を二層設ける光ファイバ素線の製造方法を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明の光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置は、被覆層を三層以上設ける場合にも適用することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
図１に示したような光ファイバ素線の製造装置を用いて、光ファイバ母材を紡糸線速１０００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸して外径１２５μｍの光ファイバ裸線を形成し、続いて、この光ファイバ裸線にウレタン−アクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を硬化してなる一次被覆層、二次被覆層を順次設けて外径２５０μｍの光ファイバ素線を形成し、続いて、捻り装置により光ファイバ素線に捻りを加えてから、光ファイバ素線を巻き取った。
捻り装置としては、上記の捻り装置Ａを用いた。
第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．３ｍとし、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの光ファイバ素線の冷却方法を自然冷却とした。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は１３０℃であった。
【００５５】
（実施例２）
第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．７ｍとし、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの光ファイバ素線の冷却方法を、冷却筒を用いた強制冷却とした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は５０℃であった。
【００５６】
（実施例３）
第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を１．０ｍとし、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの光ファイバ素線の冷却方法を、徐冷管を用いた徐冷とした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は７０℃であった。
【００５７】
（実施例４）
捻り装置としては、上記の捻り装置Ｂを用いて、第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．５ｍとした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は１００℃であった。
【００５８】
（実施例５）
捻り装置としては、上記の捻り装置Ｃを用いて、第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．８ｍとし、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの光ファイバ素線の冷却方法を、加熱筒を用いた徐冷とし、加熱筒の温度を７０℃とした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は１２０℃であった。
【００５９】
（比較例１）
第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．１ｍとした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は１５０℃であった。
【００６０】
（比較例２）
第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．９ｍとし、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの光ファイバ素線の冷却方法を、冷却筒を用いた強制冷却とした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は４０℃であった。
【００６１】
（比較例３）
捻り装置としては、上記の捻り装置Ｂを用いて、第二の架橋筒と捻り装置との間の距離を０．５ｍとし、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの光ファイバ素線の冷却方法を、加熱筒を用いた徐冷とし、加熱筒の温度を１００℃とした以外は実施例１と同様にして光ファイバ素線を作製した。
光ファイバ温度計を用いて、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を測定したところ、二次被覆層の温度は１５０℃であった。
【００６２】
実施例１〜実施例５および比較例１〜比較例３について、以下の（１）〜（３）の項目について評価を行った。
（１）光ファイバ素線の二次被覆層のヤング率の測定
捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層のヤング率の測定を以下の方法で行った。
まず、二次被覆層をなす被覆材を、厚みが０．２ｍｍになるように、トレーに滴下する。その後、この被覆材に強度３００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して、この被覆材を硬化させ、シート状の試料を作製した。
このシート状の試料を高温環境下（例えば、８０℃の雰囲気中、または、１００℃の雰囲気中）に保持し、この高温環境下において、試料に引張力を加え、そのとき試料に生じる歪から、試料のヤング率を算出した。この試料のヤング率を、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層のヤング率とみなした。結果を表１に示す。
【００６３】
（２）光ファイバ素線の温水浸漬試験
光ファイバ素線のうち１ｍ程度を切り出して試験用サンプルとした。この試験用サンプルを、６０℃の温水中に１２時間浸漬した。１２時間後、この試験用サンプルを温水中から取り出して５分以内に、光学顕微鏡により、試験用サンプルの長手方向の１ｍに渡って、被覆層の剥離、割れなどの有無を観察した。評価の基準を下記の通りとした。結果を表１に示す。
○：光ファイバ素線の被覆層の剥離、割れなし。
×：光ファイバ素線の被覆層の剥離、割れが１箇所以上ある。
【００６４】
（３）マイクロベント゛特性の評価
光ファイバ素線を収束した状態にして、−６０℃〜８５℃の温度範囲で連続的に温度変化する環境に曝して、この時の伝送損失を測定し、マイクロベンドに起因する光ファイバ素線の伝送損失の変化を評価した。
評価の基準を下記の通りとした。結果を表１に示す。
○：温度変化に伴って、常温における伝送損失と比較して、低温における伝送損失が増加しなかった。
×：温度変化に伴って、常温における伝送損失と比較して、低温における伝送損失が増加した。
【００６５】
【表１】
2005320191.tif 000003
【００６６】
表１の結果から、実施例１および２と、比較例１および２を比較すると、捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度が１３０℃を超えた場合、および、５０℃未満の場合には、温水浸漬により光ファイバ素線の被覆層が剥離し、マイクロベンドに起因する光ファイバ素線の伝送損失が増加していることが分かった。
これは、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度が５０℃未満では、二次被覆層のヤング率が高いため、捻り装置によって加えられた外力を、一次被覆層および二次被覆層全体で吸収することができず、光ファイバ裸線と、一次被覆層との界面における剥離や、一次被覆層の割れが発生し、マイクロベンドに起因する伝送損失が増加するからであると考えられる。一方、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度が１３０℃を超えると、二次被覆層のヤング率が低過ぎるため、捻り装置により光ファイバ素線にトルクを加えた時に、二次被覆層が剥がれて、この二次被覆層が捻り装置に設けられたローラに付着するという不具合が生じる。このように、剥がれた二次被覆層が周曲部材に付着すると、捻り装置により、光ファイバ素線に対して所定のトルクを加えることができずに、結果として、光ファイバ素線の製造不良を生じると考えられる。
この結果から、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度が５０〜１３０℃の範囲内であれば、良好な光ファイバ素線が得られることが分かった。
【００６７】
また、実施例３では、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの間に徐冷管を設けて、光ファイバ素線を徐冷し、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を上昇させることにより、良好な光ファイバ素線が得られることが分かった。
さらに、実施例４では、捻り装置を変更したものの、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を１００℃としたため、良好な光ファイバ素線が得られることが分かった。
【００６８】
比較例３では、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの間に加熱筒を設けて、光ファイバ素線を徐冷し、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を１５０℃としたことにより、捻り装置により光ファイバ素線にトルクを加えた時に、二次被覆層が剥がれて、この二次被覆層が捻り装置に設けられたローラへ付着するという不具合が生じて、良好な光ファイバ素線が得られないことが分かった。
【００６９】
実施例５では、捻り装置を変更し、さらに、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの間に加熱筒を設けて、光ファイバ素線を徐冷し、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を１２０℃としたことにより、加熱筒を用いても、光ファイバ素線の二次被覆層の温度が５０〜１３０℃の範囲内であるので、良好な光ファイバ素線が得られることが分かった。
【００７０】
以上の結果から、第二の架橋筒を出てから捻り装置に達するまでの間に、冷却筒、徐冷管または加熱筒を設置して、捻り装置により捻りを加える際の光ファイバ素線の二次被覆層の温度を５０〜１３０℃の範囲内とすれば、捻り方法を問わず、良好な光ファイバ素線が得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置は、シングルモードファイバ、分散シフト、カットオフシフトファイバ、分散補償ファイバのみならず、いかなる種類の光ファイバの製造にも適用可能であるが、特に、光ファイバ素線のＰＭＤを低減する目的で、光ファイバ素線に捻りを加える工程を適用した光ファイバ素線の製造方法に好適である。
また、本発明の光ファイバ素線の製造方法、および、光ファイバ素線の製造装置は、気相軸付法（ＶＡＤ法）、外付け法（ＯＶＤ法）、内付け法（ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法）、あるいは、ロッドインチューブ法など、あらゆる製造方法で作製された光ファイバ母材を用いて光ファイバ素線を製造する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１・・・光ファイバ母材、１２・・・紡糸炉、１３・・・光ファイバ裸線、１４・・・冷却筒、１５・・・第一の被覆材塗布装置、１６・・・第一の架橋筒、１７・・・第二の被覆材塗布装置、１８・・・第二の架橋筒、１９・・・光ファイバ素線、２０・・・加熱手段、２１・・・冷却手段、２２・・・捻り装置、２３・・・ターンプーリ、２４・・・引取機、２５・・・ダンサーロール、２６・・・巻取ドラム。
【図１】
2005320191.tif 000004
【図２】
2005320191.tif 000005