JPH01167264A - 光ファイバの被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業−にの利用分野］ この発明は、光ファイバの被覆方法に関し、複数の紫外
線硬化型樹脂液を一括して塗布、硬化させることによっ
て、良好な機械特性および伝送損失特性を有する光ファ
イバ心線を製造できるようにしたものである。

［従来の技術］ 一般の通信用光ファイバでは、ヤング率か０゜１〜０．
５ｋｇ／ｍｍ２である低ヤング率の内層と、ヤング率が
３０〜１５０　ｋｇ／　ｍｍ２である高ヤング率の外層
とからなる２層あるいはそれ以上の複数の被覆層が形成
されており、光ファイバ表面を保護するようになってい
る。

従来、例えば光ファイバ表面に２層の被覆層を形成する
には、第６図に示したような装置が用いられている。

第６図中、符号ｌは光ファイバ母材である。この光ファ
イバ母材Ｉは母相送り出し装置２によって保持されてい
る。光ファイバ母材■は、母相送り出し装置２の下部に
設置された加熱炉３により加熱溶融されつつ紡糸されて
光ファイバ４となる。

この光ファイバ４は引き取り機１１が接続された巻き取
り機１２によって巻き取られながら以下に述へる各装置
によりその表面に被覆層か形成される。光ファイバ４は
光ファイバ径測定装置５てその径を測定された後、第１
コータ６によってその径に適合した里の紫外線硬化型樹
脂液を塗布し、紫外線照射装置７で紫外線を照射して塗
布された紫外線硬化型樹脂液を硬化させて内層を形成オ
ろ。

ついで、第２コータ８によって、先に形成された内層の
上に紫外線硬化型樹脂液を再度塗布した後、紫外線照射
装置９によって外層の硬化を行なう。

このようにして内外２つの被覆層が形成された光ファイ
バ４は光ファイバ径測定装置ＩＯにおいてその径が測定
されたのち、巻き取り機１２に巻き取られて光ファイバ
心線とされる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、第６図で示したような光ファイバの被覆
方法では、最内層を形成した後に第２、第３の被覆層を
形成するので、多層被覆を施す場合には塗布された紫外
線硬化型樹脂液が未硬化のまま空気中にさらされろ機会
か増加し、空気中に浮遊する多数の不純物を４７１着し
たり、酸素と反応したりする。このような紫外線硬化型
樹脂液を硬＝３− 化させると、硬化した樹脂内に架橋欠陥を生じ、光ファ
イバ心線の強度の低下や伝送損失の増加の原因となる。

よって、光ファイバの被覆方法として、次のように複数
の紫外線硬化型樹脂液を一括塗布して、硬化させる方法
が提案されている。この方法では、光ファイバ表面に、
まず最内層を形成する第１の紫外線硬化型樹脂液を塗布
し、塗布された第１の紫外線硬化型樹脂液が未硬化状態
のまま、この上に連続的に第２、第３の紫外線硬化型樹
脂液を塗布したのち、これらに紫外線を照射し硬化させ
ることにより、塗布された紫外線硬化型樹脂液が未硬化
状態のまま空気中にさらされる機会を減少さ且る乙ので
ある。

しかしなから、このような−括塗布された複数の紫外線
硬化型樹脂液を硬化させる場合の問題点として、照射さ
れた紫外線の大部分が最外層の紫外線硬化型樹脂液に吸
収され、最外層から硬化反応か進行するので、最内層へ
の紫外線照射量が不足して最内層が未硬化のまま残る。

これにより被頂層と光ファイバ表面との密着性が低下す
るので、光ファイバ心線の機械特性の低下や伝送損失の
増加を招く等の不都合が生じる。

この発明は、」二記問題点を解決するためになされたも
ので、光ファイバに複数層の紫外線硬化型樹脂液を一括
塗布し、最内層から順次硬化させろことができるような
光ファイバの被覆方法を提供することを目的としている
。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、光ファイバ表面に複数の紫外線硬化型樹脂
液を一括塗布し、ついで紫外線を照射して複数の被覆層
を形成する方法において、各紫外線硬化型樹脂液に吸収
波長領域の異なる光重合開始剤を添加し、これら光重合
開始剤の吸収波長領域に合致した波長の紫外線を順次照
射することにより、最内層の紫外線硬化型樹脂液から順
次硬化させて複数の被覆層を形成することを解決手段と
し　ノニ　。

［作用　］ 光ファイバ表面に複数の紫外線硬化型樹脂液を一括して
塗布し、ついで紫外線を照射して硬化させる際に、各被
覆層を形成する紫外線硬化型樹脂液に吸収波長領域の異
なる光重合開始剤を添加しているので、光重合開始剤に
適合した波長の紫外線が照射された場合にのみ、紫外線
を吸収し硬化反応が進行するので、最内層の紫外線硬化
型樹脂液に添加された光重合開始剤の吸収波長領域に合
致した紫外線を最初に照射すれば、照射した紫外線が最
外層に吸収されることなく、最内層から硬化反応を開始
させることが可能となる。最内層の硬化反応が完了した
のちに、内側の被覆層から順次紫外線硬化型樹脂液を硬
化させるので、未硬化状態の紫外線硬化型樹脂液の被覆
層がなくなる。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の光ファイバの被覆方法を実施ずろた
めに好適に用いられろ装置の一例を示すものである。

この装置は、内外２つの被覆層を光ファイバ表面に形成
するものであり、先に第６図に示したものと異なるとこ
ろは、紡糸される光ファイバ４に複数の紫外線硬化型樹
脂液を一括して塗布する一括コータ１３と、塗布された
紫外線硬化型樹脂液の数に応じた紫外線照射装置１４．
１５を配列し、光ファイバ４に塗布された紫外線硬化型
樹脂液の最内層から優先的に硬化され、順次外層へ向っ
て硬化されるようになっているところである。

この複数層−括コータ１３は、例えば２つの紫外線硬化
型樹脂液を塗布する場合には、内外２つのダイスからな
るもので、紡糸された光ファイバ４は、まず内層被覆用
の第１のダイス内に導かれ、内層となる紫外線硬化型樹
脂液が塗布された後、直ちに外層の紫外線硬化型樹脂液
を塗布する外層塗布用の第２のダイス内へ導かれろこと
ににす、２つの紫外線硬化型樹脂液が一括塗布されるよ
うになっているものである。この複数−括コータ１３で
は、光ファイバ４に形成ずろ被覆層の数に相当するダイ
スを配列することにより、１以上の任意の数の紫外線硬
化型樹脂液を一括塗布することができる。

この複数層−括コータＩ３の下方には、内層用紫外線照
射装置１４および外層用紫外線照射装置１５が配置され
ており、光ファイバ表面に塗布された紫外線硬化型樹脂
液を硬化させるのに適合した波長の紫外線を発光するよ
うになっている。すなわち、内層用紫外線照射装置１４
では、内層を形成する紫外線硬化型樹脂液に添加された
光重合開始剤の吸収波長領域に合致した紫外線を照射し
、外層用紫外線照射装置１５では、外層を形成する紫外
線硬化型樹脂液に添加された光重合開始剤の吸収波長領
域に合致した紫外線を照射するようになっている。

本発明の光ファイバの被覆方法において各被覆層を形成
する紫外線硬化型樹脂液に添加される光重合開始剤とし
ては、たとえば第１表に示したようなものを使用するこ
とができる。

以下、余白 第１表 ■イソプロピルベンゾインエーテル ■ベンジルジメチルケクール ■ヒドロキシメヂルプロピオフエノン ■ベンゾフェノン ■ミヒラーズケトン ■クロルヂオキザントン ■ノメチルオギザントン 第１表に示したように、各光重合開始剤の吸光度は、各
波長ごとに大きく異なるので、照射する紫外線の波長を
各被覆層に添加する光重合開始剤に合わせて変化させれ
ばよい。

次に上述した装置を用いた本発明の光ファイバの被覆方
法を説明する。まず、図示しない光ファイバ母材Ｉの製
造装置を用いて光ファイバ母材１を用意する。この光フ
ァイバ母材ｌを母材送り出し装置２に設置し、加熱炉３
で加熱し、溶融紡糸して光ファイバ４を得る。ついで光
ファイバ径測定装置５でその径を測定したのち、その径
に適した量の紫外線硬化型樹脂液を塗布するように複数
層−括コータ１３で２つの紫外線硬化型樹脂液を一括し
て塗布する。次に、この光ファイバ４を内層用紫外線照
射装置Ｉ４に導き、内側の被覆層を形成する紫外線硬化
型樹脂液に添加された光重合開始剤の吸収波長領域に合
致した波長の紫外線を照射して、内層の紫外線硬化型樹
脂液の硬化を完了させる。ついで、外層用紫外線照射装
置Ｉ５に導き、外側の被覆層を形成する紫外線硬化型樹
脂液を硬化させる。このようにして複数の被覆層が形成
された光ファイバ４は光ファイバ径測定装置１０におい
て、再度その径か測定されたのち、引き取り機１１を経
て巻き取り機１２に巻き取られて光ファイバ心線として
使用に供される。

［実施例］ 第１図？こ示した光ファイバの被覆装置を用いて、本発
明の光ファイバの被覆方法により、ファイバ径１２５μ
ｍの単一モートファイバに２種の紫外線硬化型樹脂から
なる２層の被覆層を以下のとおりに形成した。

内層を形成する紫外線硬化型樹脂液としてポリアルキレ
ンポリエステルの末端にモノエヂレン性不飽和重合成基
を結合したオリゴマーとモノエチレン性不飽和モノマー
とからなる樹脂組成物に光重合開始剤としてミヒラーズ
ケトンを添加したものを、外層を形成する紫外線硬化型
樹脂液としてジグリシジルエーテルのノアクリレートエ
ステルならびにポリウレタン七を主成分とした樹脂組成
物に光重合開始剤としてイソプロピルベンゾインエーテ
ルを添加したものをそれぞれ用意し、これらを複数層−
括コータに充填し、上記光ファイバに一括塗布したのち
、内層用紫外線照射装置では、ミヒラーズケトンの吸収
波長領域の３６０ｎｍに合致するように、発光中心波長
が３９０ｎｍで、第３図に示したような発光スペクトル
を有する紫外線発光灯（Ｆ　ｕｓｉｏｎ社、Ｄバルブ）
を用いて、外層用紫外線照射装置では、イソプロピルベ
ンゾインエーテルの吸収波長領域の２６０　ｎｍに合致
するように、発光中心波長が２６０　ｎｍで、第２図に
示したような発光スペクトルを有する紫外線発光灯（Ｆ
ｕｓ　ｉｏｎ社、Ｉ−１バルブ）を用いて、線速１２０
ｍ／分の速度で通過させ、紫外線を照射して２つの被覆
層を形成した。

このようにすると、１回目の波長３９０ｎｍの紫外線照
射ては、外層の光重合開始剤として吸収波長が２５０〜
２６０　ｎｍのイソプロピルベンゾインエーテルを用い
たため、波長３６０　ｎｍ（”ｊ近の紫外線は吸収され
ずに透過して内層のミヒラーズケトンが添加された紫外
線硬化型樹脂液に吸収され、硬化反応が進行し、内層が
所定の硬化度に達し、外径２００μｍ光ファイバが得ら
れた。この後、２回目の紫外線照射により外層の硬化も
完了し、光ファイバ表面に所定のヤング率約０　、２　
ｋｇ／　ｍｍ２を有する被覆層が形成され、内外２つの
被覆層を有する、外径２５０μｍの光ファイバを得た。

この光ファイバの一４０℃での損失温度特性は、損失増
加分が＋〇、Ｏ］ｄＢ／ｋｍであり、引っ張り破断強度
のワイブル分布も第５図に実線で示すように良好なもの
であった。なお、引っ張り破断強度試験には、ザンプル
数１００本、歪速度１０％７分、サンプル長１０ｍの条
件で行った。

（比較例１） 実施例１と同様のファイバ径１２５μｍの単一モードフ
ァイバに、内層を形成する紫外線硬化型樹脂液としてポ
リアルキレンポリエステルの末端にモノエチレン性不飽
和重合成ｆＪ、を結合しへオリゴマーとモノエチレン性
不飽和モノマーとからなる樹脂組成物を、外層を形成す
る紫外線硬化型樹脂液としてジグリシジルエーテルのジ
アクリレートエステルならびにポリウレタンどを主成分
とした樹脂組成物をそれぞれ用意し、光重合開始剤とし
て両者にそれぞれミヒラーズケトンを添加して複数層〜
括コータで上記光ファイバに一括塗布した。こののち、
ミヒラーズケトンの吸収波長領域の３６０ｎｍに合致す
る発光中心波長が３９０ｎｍで第３図に示したような発
光スペクトルを有する紫外線発光灯（Ｆｕｓｉｏｎ社、
Ｄバルブ）を用いて、内層および外層用紫外線照射装置
内を線速１２０ｍ／分の速度で通過させ紫外線を照射し
た。

この光ファイバでは、内層と外層に添加した光重合開始
剤が同じものであったので、照射された紫外線のエネル
ギーの大部分が外層の硬化反応に消費され、内層の硬化
度が不充分になった。このため光ファイバと内層の密着
が低く、引っ張り破断強度試験は実施例Ｉと同様の条件
で行ったが、第５図中点線で示したように、充分な強度
が得られず、光ファイバ巻き（−Ｊけ部で破断してしま
った。

また、〜４０°Ｃでの損失温度特性は、約１ｄＢ／ｋｍ
増加し、通信用光ファイバとしては不適当であった。

（比較例２） 実施例１と同様のファイバ径１２５μｍの単一モードフ
ァイバに、内層を形成する紫外線硬化型樹脂液としてポ
リアルキレンポリエステルの末端にモノエヂレン性不飽
和重合成塙を結合したオリゴマーとモノエチレン性不飽
和モノマーとからなる樹脂組成物に光重合開始剤として
ミヒラーズケトンを添加したものを、外層を形成する紫
外線硬化型樹脂液としてングリノノルエーテルのノアク
リレートエステルならびにポリウレタンとを主成分とし
た樹脂組成物に光重合開始剤としてミヒラーズケトンを
添加したものをそれぞれ用意し、これらを従来用いられ
ている第６図に示したような塗布装置を用いて線速７０
ｍ／分で紡糸して、内外２層の被覆層を１層づつ形成し
た。この結果、得られた光ファイバは実施例１と同等の
損失温度特性と第５図に一点鎖線で示すような引っ張り
破断強度を有するものであった。

「発明の効果］ 以」−説明したように、本発明の光ファイバの被覆方法
は、光ファイバ表面に複数の紫外線硬化型樹脂液を一括
塗布し、ついで紫外線を照射して複数の被覆層を形成ず
ろ方法において、各紫外線硬化Ｂ（ｇ樹脂液に吸収波長
領域の異なる光重合開始剤を添加し、これら光重合開始
剤の吸収波長領域に合致した波長の紫外線を順次照射す
ることにより、最内層の紫外線硬化型樹脂液から順次硬
化させて複数の被覆層を形成するものであるので、未硬
化状態の紫外線硬化型樹脂液か空気中の酸素や不純物と
反応する機会が減少するので、機械特性が高くかつ伝送
損失の低い通信用に適した光ファイバ心線を製造するこ
とができる。

さらに、最内層から順に硬化させるので、光ファイバに
塗布された複数の紫外線硬化型樹脂の硬化が速やかに進
行するので、光ファイバの線引き速度を大きくすること
ができ、光ファイバの生産性の向」二を計ることができ
るとともに、従来のように光ファイバに形成する被覆層
の数だけ紫外線硬化型樹脂液の塗布装置を用意する必要
がなくなるので、装置全体の小型化が可能となり、光フ
ァイバの製造」二、経済的に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光ファイバの被覆方法を実施するの
に好適に用いられる製造装置の一例を示す概略構成図、
第２図ないし第４図はそれぞれ第１図に示した製造装置
で用いられる紫外線発売月の発光スペクトルの一例を示
したものである。第５図は、本発明の光ファイバの被覆
方法および従来用いられてきた被覆方法によって得られ
た２層の被覆層を有する光ファイノ＼の引っ張り破断強
度を示したグラフである。第６図は光ファイバに被覆を
施すのに従来用いられてきた製造装置の一例を示す概略
構成図である。 １３　複数層−括コータ、 １４・・内層用紫外線照射装置、 １５　外層用紫外線照射装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ファイバ表面に複数の紫外線硬化型樹脂液を一括塗布
   し、ついで紫外線を照射して複数の被覆層を形成する方
   法において、 各紫外線硬化型樹脂液に吸収波長領域の異なる光重合開
   始剤を添加し、これら光重合開始剤の吸収波長領域に合
   致した波長の紫外線を順次照射することにより、 最内層の紫外線硬化型樹脂液から順次硬化させて複数の
   被覆層を形成することを特徴とする光ファイバの被覆方
   法。