JPH01276105A - 光フアイバ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明／ｉ元ファイバに関し、特に高速線引く適した樹
脂被８１．元ファイバの新規な構造に関するものである
。

〔従来の技術〕

ガラス元ファイバはガラス母材から線引きされたままで
は細径で機械的強度も小さいため、一般には線引き工程
においてその外ＲＫ被被覆施こして元ファイバ素線とす
る。第１図に本発明の対象となる元ファイバ素線（以下
光７アイパと云う。）１の一例の断面構造を示すが、コ
アとクラッドを有してなるガラスファイバ２を中心とし
てその外周に緩衝被覆層として内層樹脂被覆５と保護被
覆層として外層樹脂被覆４が設けられている。緩衝被覆
層の内層樹脂被覆３は一次コートを兼ねると同時にクツ
ション効果を奏するもので、弾性率１ｋＰ／ｌＩ冨２以
下といった比較的軟質な樹脂からなり、保護被覆層の外
層樹脂被覆４は殻としてガラス元ファイバに高い機械的
強度を付与し、光伝送損失増加を抑える効果を奏するも
ので、弾性率１０ｋ）／龍２以上といった比較的硬質な
樹脂が用いられる。

これ等の被覆用樹脂としては、生産性の観点から硬化速
度の速い光硬化性樹脂が用いられることが多い。光硬化
性樹脂は、樹脂中に含有する光開始剤が紫外線領域の波
長の光音吸収して開裂しラジカル反応を起して硬化する
。したがつて、光硬化性樹脂の硬化有効波長域は主とし
て光開始剤の有効励起波長域で決まジ、光開始剤の光吸
収特性と一致するので、この波長域の光音照射して硬化
させる。

上記の構造の元ファイバ１の製造性としては、線引きガ
ラス元ファイバに被覆用樹脂？塗布および硬化する工程
を各層毎に順次行なういわゆるタンデム方式の製法と、
二層の被覆用樹脂を同時に塗布し硬化させる二層同時被
覆法が知られている。

第２図にタンデム方式によシー層ごと被覆用樹脂を塗布
する二層被α元ファイバ製造装置の概要を示す。母材送
夕装置５１７ｉｌ：よｐ母材８全線引炉６に送り込む。

母材送ｐ装置５と線引炉６により線引装ｆ７を構成する
。線引きされたガラスファイバ２は塗布装置１５により
内層被覆を形成する光硬化性樹脂が塗布され、紫外線照
射装置１５で硬化される。内層樹脂被覆音節した後、塗
布装置１６により外層被覆を形成する光硬化性樹脂が内
層樹脂被覆の外周に塗布され、紫外線照射装置１４で硬
化され二層被覆を箔した元ファイバ１が形成され、引取
フキャプスタン１１によｐ引き取ジながら巻取装置１２
して巻き取られる。

第３□□□は、二層樹脂被覆を形成する内層被覆および
外１ｒＩ被覆の樹脂を同時に塗布し硬化させる二層同時
被覆法による二層被覆光ファイバ製造装置の概要図であ
る。Ｗ、２図と同じ符号は同じ部分を示す。第２図に示
したタンデム方式と異るところは、線引炉６により母材
８を線引きしたガラスファイバ２に、二層同時塗布装置
９により、同時に二層被覆を形成する内層樹脂と外層樹
脂を塗布し、紫外線照射装置ｉ１１０ｉＣより、塗布し
た内層および外層樹脂全硬化して二層被覆の元ファイバ
１を形成することである。

〔発明が解決しようとする課題〕

この樵の元ファイバに施す被覆材料として用いられる光
硬化性樹脂においては一般に内ｊＷＩ被覆に用いる比較
的軟質のものの方が外層被覆に用いる比較的硬質のもの
よｐ硬化速度が遅い。

そこで、第２図に示したタンデム方式においては内層被
覆の樹脂を硬化させる紫外線照射装置１３の内層硬化用
ランプを、また第３図に示した二層同時被覆におめては
紫外線照射装置１０の二層同時硬化用ランプを非常に強
力にする、又は多数の硬化用ランプを直列もしくは並列
に配置する等の手段金とって対処している。。しかし、
タンデム方式、二層同時被覆法のいずれにおいても、や
はり内層の緩衝被覆層全形成している比較的軟質なｉ硬
化性樹脂の硬化速度が遅く、これが線引速度を向上する
上での障害になるという問題がある。

本発明はこのような二層被覆構造のファイバにおける内
外層の光硬化速度の差、特に比較的軟質の内層被覆樹脂
の硬化速度全向上できて、高速線引に適した被覆構造の
元ファイバを提供すること全目的とするものである。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明はガラスファイバの外周に二層の光硬化性樹脂被
覆層に！してなる元ファイバにおいて、各層を形成する
光硬化性樹脂の硬化有効波長域が異なること全特徴とす
る元ファイバである。本発明の特に好ましい実施態様と
して、各層上形成する光硬化性樹脂は添加されている開
始剤が異なることＫより硬化有効波長域が異なる上記元
ファイバが挙げられる。

本発明は第１図の元ファイバ１において、外層４０元硬
化性樹脂の硬化有効波長域と内ｒｔ！Ｉ３の樹脂のそれ
とが異なるものである。

〔作用〕

一般に″に、ファイバに施す被覆の厚さは、−層につい
て約１０μｍ乃至１００μｍ程度であるが、この程度の
厚さになると、元の吸収による減衰を無視することがで
きなくなる。第３図に示した二層同時塗布法の場合のよ
うに１外層樹脂金通して内層樹脂を硬化させるときは勿
論であるが、第２図に示したタンデム方式の一層ごとの
塗布法の場合においても、外層樹脂硬化時に外層樹脂を
透過する元による内層樹脂の硬化も重要となってくる。

本発明は外層樹脂、内層樹脂としてその硬化有効波長域
が異なるものを用いておくことによフ、外層樹脂層で外
層樹脂硬化有効波長域の光が吸収されこの波長域の強度
が減衰してはいるが、内層樹脂硬化有効波長域の光は吸
収されていない透過光で、内層樹脂をも硬化できるよう
にした元ファイバである。このＡｔさらに詳しく第６図
で説明すると、第６図は元の波長を横軸に、光強度又は
吸光度全縦軸にして、同図上方から下方にランプ元強度
波長特性ａ、外層吸光波長特性ｂ、外層透過光強度（内
層照射強鵬波長特性０１内層吸光波長特性ｄの関係を示
した図である。本発明では外層吸光波長特性すと内層吸
光波長特性ｄすなわち、外層と内層の硬化有効波長域が
異なっている。従って内層、外層両方の硬化有効波長域
をカバーできる光強度波長特性ａのランプで照射すると
、まず外層により吸光されて外層吸光波長特性すに対応
して減衰し、内層？照射する透過光波長特性はＣのよう
になるが、ｄに示した内層硬化有効波長域では減衰して
いないので、内層樹脂はこの透過光全有効に吸収して迅
速な硬化が実現できる。

本発明において内、外層樹脂の硬化有効波長特性を！４
なるようにするには、いずれの手段によってもよいが、
前述のように光硬化性樹脂の硬化有効波長域は主として
光開始剤の有効励起波長域で決まり、光開始剤の光吸収
特性と一致するので、内外層樹脂に添加する光開始剤を
適当に選択することで簡単に実現できる。光開始剤の添
加檜は本発明者らの実験では０．５〜１０重量％重量％
一般的であった。

本発明における光硬化性樹脂としては、例えばポリウレ
タンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステ
ルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミン
アクリレート、シリコンアクリレート等の種々の樹脂を
用いることができる。

表１に主な光開始剤の有効励起波長を示す。

表　　１ また、第５図（イ）と（ロ）に下記に化学名および化学
構造式を示す代表的な元開始剤囚と（Ｂｌ　、　（Ｃ１
の光吸収波長特性を示す。

囚　２−メチル−（４１メチルチオ）フェニルツー２−
モルフォリノ−１−プロノくノンＨ３ （Ｂｌ　　１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケト
ン （Ｃｌ　　２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフ
ェノン −ＣＨ３ また、本発明の元ファイバの硬化には、外層及び内層硬
化有効波長域全照射できる出力特性の照射ラングを用い
ることが好ましい。第４図＋ａ＋乃至（Ｃ）に代表的な
樹脂硬化用ランプの出力波長特性を示す。

〔実施例〕

実施例１ 第３図に示した二層同時塗布による二層被覆光ファイバ
全試作した。試作した二層被覆光ファイバは、外径１２
５μｍφのガラスファイノくの外周に１内層厚２００μ
ｍ１外層厚２５０μｍの二層の光硬化性樹脂を線速２０
０ｍ／分で被覆した構造で、内層の光硬化性樹脂の硬化
度を溶剤抽出法によりゲル分率で評価し念。被覆樹脂と
して、内層用には比較的軟質の、また外層用には比較的
硬質のウレタンアクリレート系樹脂を適用し、添加する
光開始剤（前記Ａ、Ｂ、Ｃ）の種類と添加量を変化させ
て比較した。表２の！に試作した５種類の試料１乃至５
の構成および評価結果を示す。４２　、３　、５が本発
明品、Ａ１，４が比較品である。なお樹脂硬化用ランプ
としては、第４図すに示した出力波長特性を有するラン
プを適用した。

表２の！から次のことが解る。４１と屋４は、内層樹脂
および外層樹脂に、ともに同一の光開始剤人又はＣを同
量添加した従来の構造の光ファイバで、内層樹脂ゲル分
率がそれぞれ６９Ｘおよび７２％で、ともに内層樹脂の
硬化は不十分であった。

一方、内層樹脂、外層樹脂にそれぞれ異なる光開始剤を
添加した本発明ファイバ４２．４３および扁５では、内
層樹脂のゲル分率がそれぞ９１％、８８Ｘ、７５％とい
ずれも対応する従来品よシ硬化度が上昇している。

したがって、本発明ファイバ４２．４３　、Ａ５は、外
層樹脂を透過したランプからの照射光を有効に利用し、
硬化速度が上昇することから高速線引に有利となる。

実施例２ 第２図に示したタンデム方式の一層ごとの塗布による二
層被覆光７アイパを試作した。試作した二層被覆光ファ
イバは、外径１２５μｍφのガラスファイバの外周に内
層厚２００μｍ１外層厚２５０μｍ　の二層の光硬化樹
脂全線速３００ｍ／分で被覆した構造で、実施例１と同
じように内層の光硬化性樹脂の硬化度を溶剤抽出法によ
りゲル分率で評価した。被覆樹脂は、内層および外！−
ともにシリコンアクリレート系の材質を用いた。表２の
菖に試作した２徨類のＡ６およびＪ１６７の構成を示す
。なお樹脂硬化用ラングは、実施例１と同様、９４図す
に示した出力波長特性を有するランプを適用した。

表２の丘から次のことが解る。

Ａ６は、内層樹脂および外層樹脂に、ともに同一の光開
始剤を同量添加した従来の構造の光ファイバで、内層樹
脂ゲル分率が７１％で内層樹脂の硬化度はなお低く硬化
は不十分であった。

これに比して本発明ファイバのＡ７は、内層樹脂のゲル
分率が８５％と高く、硬化度が上昇していた。したがっ
て本発明のＡ７は、外層樹脂全透過したランプからの照
射光を有効に利用し硬化速度が上昇することから高速線
引に有利となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の二層被覆光ファイバは、
各層の被覆を形成する光硬化性樹脂の硬化有効波長域が
異なるから、外層を通過する紫外線によυ内層樹脂を有
効に硬化させることができ、硬化時間も短かくなるので
、高速線引に適した元ファイバである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る元ファイバの断面図、第２図はタ
ンデム方式によシー層ごと塗布する二層被覆光ファイバ
製造装置概要図、第３図は二層同時塗布による二層被覆
光ファイバ製造装置概要図、第４図（ａｌ乃至ＩＣＩは
種類の異なる代表的樹脂硬化用ランプの出力波長特性図
、第５図（イ）及び（ロ）は本発明の実施例に用いた代
表的元開始剤囚及び（Ｂｌ　ｌ　（Ｃ１の光吸収波長特
性図、第６図は本発明の詳細な説明する囚である。 １・・・元ファイバ、２・・・ガラスファイバ、３・・
・内層樹脂被覆、４・・・外層樹脂被覆、５・・・母材
送り装置、６・・・線引炉、７・・・線引装置、８・・
・母材、９・・・二層同時塗布装置、１０・・・紫外線
照射装置、１１・・・引取シキャプスタン、１２・・・
巻取装置、１５．１４・・・紫外線照射装置、１５．１
６・・・塗布装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラスファイバの外周に二層の光硬化性樹脂被覆
   層を有してなる光ファイバにおいて、各層を形成する光
   硬化性樹脂の硬化有効波長域が異なることを特徴とする
   光ファイバ。
2. （２）各層を形成する光硬化性樹脂は添加されている開
   始剤が異なることにより硬化有効波長域が異なることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバ。