JP2003212607A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーティング材の硬化過程におけるミストの
発生を効果的に抑制することができる新規な光ファイバ
の製造方法の提供。 【解決手段】 石英ガラスファイバ１の周囲に紫外線硬
化樹脂をコーティングした後、そのコーティング材に紫
外線を照射し、硬化させて被覆層２を形成するようにし
た光ファイバの製造方法において、上記コーティング材
の硬化時の温度を１００℃以下にする。これによってコ
ーティング材からのミストの発生を抑制できるため、そ
の紫外線透過率を長時間安定に保つことが可能となり、
長時間連続して良好な紫外線硬化作業を実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラスファイ
バの周囲に紫外線硬化樹脂からなる被覆層を被覆形成し
た光ファイバの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光情報通信ネットワーク等を構
築する上で欠くことができない光ファイバは、コア及び
クラッドからなる石英ガラスファイバの周囲にこれを保
護すべく紫外線硬化樹脂等からなる被覆層が被覆形成さ
れている。

【０００３】そして、この被覆層を紫外線硬化樹脂で形
成する方法としては、先ず、高速で線引きされる石英ガ
ラスファイバを被覆装置を通過させてその表面に紫外線
硬化樹脂を均一にコーティングした後、引き続き、紫外
線照射装置の石英管内を通過させ、ここでその石英管の
周囲から所定線量の紫外線を照射することでコーティン
グ材を硬化させて被覆層を形成する方法が一般的であ
る。

【０００４】また、この被覆層を一次被覆層と二次被覆
層といった２層で形成する場合には、この紫外線照射装
置の下流側にもう一組の被覆装置及び紫外線照射装置を
設け、上流側の紫外線照射装置で被覆形成された一次被
覆層の上に二次被覆層を重ね合わせるようにして被覆形
成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この紫外線
照射装置におけるコーティング材硬化過程においては、
材料から生ずるミストによって石英管内壁が汚れ、石英
管を透過する紫外線量が徐々に低下してコーティング材
が十分に硬化しなくなってしまうといった問題点があ
る。

【０００６】また、この被覆層を一次被覆層と二次被覆
層で形成する場合、一次被覆層の硬化過程で発生したミ
ストが二次被覆層をコーティングする被覆装置のダイス
部に溜まってそのまま二次被覆層中に混入し、その結
果、二次被覆層表面の粘着性や摩擦抵抗等が変わってし
まうといった不都合が発生する。

【０００７】このため、従来では紫外線照射装置にミス
トトラップを設け、発生したミストを事前に取り除く手
段が採られているが、完全にミストを取り除くことは困
難であり、上記の問題を確実に解決するには至っていな
い。

【０００８】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、コ
ーティング材の硬化過程におけるミストの発生を効果的
に抑制することができる新規な光ファイバの製造方法を
提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、請求項１に示すように、石英ガラスファイ
バの周囲に紫外線硬化樹脂をコーティングした後、その
コーティング材に紫外線を照射し、硬化させて被覆層を
形成するようにした光ファイバの製造方法において、上
記コーティング材の硬化時の温度を１００℃以下にする
ようにしたものである。

【００１０】これによって硬化過程におけるコーティン
グ材からのミストの発生を確実に抑制することが可能と
なり、その硬化過程における紫外線照射線量照射不足と
いった不都合を確実に回避できる。

【００１１】具体的には、請求項２に示すように、上記
紫外線照射されるコーティング材の周囲に冷却用ガスを
流すことでそのコーティング材の硬化時の温度を１００
℃以下に容易に制御することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、本発明の製造方法によって得られ
る光ファイバＦの実施の一形態を示したものであり、図
中１は石英ガラスファイバ、２はこの石英ガラスファイ
バ１の周囲に被覆形成された被覆層である。また、この
被覆層２は同図（２）に示すように一次被覆層２ａとこ
の一次被覆層２ａの周囲に被覆形成される二次被覆層２
ｂとの２層構造となっているものもある。

【００１４】先ず、図１（１）に示すような光ファイバ
Ｆの製造方法としては、従来と同様図示しない被覆装置
によって石英ガラスファイバ１の周囲に紫外線硬化樹脂
からなるコーティング材を所定厚さにコーティングした
後、これを図２に示すような既存の紫外線照射装置の石
英管３内を通過させ、その通過の際に石英管３の周囲に
設けられた１灯又は２灯の紫外線ランプ４，４から紫外
線を照射することによってそのコーティング材が硬化さ
れて被覆層２が連続的に形成されることになる。尚、図
中５は、紫外線ランプ４から照射される紫外線を石英管
３方向に集光するための反射板である。

【００１５】そして、本発明方法にあっては、特にこの
コーティング材の硬化時の温度を１００℃以下に抑える
ようにしたものであり、これによって硬化過程における
コーティング材からのミストの発生を効果的に抑制する
ことが可能となり、その硬化過程における紫外線照射線
量照射不足といった不都合を確実に回避できる。

【００１６】具体的には、図２に示すように、紫外線ラ
ンプ４からの紫外線量を調節したり、または紫外線量の
調節のみでは温度上昇を抑えることが難しい場合には、
ファイバＦが通過する石英管３内に常温又はそれ以下の
冷却用ガスＧを流すようにすれば、コーティング材を構
成する紫外線硬化樹脂が効果的に冷却されてその温度を
確実に１００℃以下に抑えることが可能となる。

【００１７】ここで紫外線硬化樹脂の温度を１００℃以
下に限定したのは、それが１００℃を超えると急激にミ
ストの発生量が多くなるためであり、また、その温度が
高すぎると高速線引き時に十分に冷却された状態で巻き
取ることが難しくなり、被覆層２の変形などの問題が生
ずるためである。

【００１８】また、このように石英管３内に冷却用ガス
Ｇを流すようにすれば、仮にコーティング材料中から多
少のミストが発生した場合であってもそのミストがその
まま冷却用ガスＧと共に石英管３外へ排出されてしまう
ことからミストの付着による石英管３の汚れを防止する
ことができる。

【００１９】尚、この冷却用ガスとしては特に限定する
ものではないが、紫外線硬化樹脂の成分・組成に悪影響
を及ぼすことのないガス、例えば窒素ガスやヘリウムガ
スを用いることが望ましい。また、この冷却用ガスによ
る冷却効果はそのガス流量や温度を制御することで任意
に調整できることは勿論である。さらに紫外線硬化樹脂
（被覆層２）の温度は図２に示すように照射装置の石英
管３出口側に非接触温度測定器６を備えることにより、
簡単に測定可能である。

【００２０】また、石英ガラスファイバ１としては、特
に限定されるものでなく、従来から情報通信などの伝達
に使用されているものであれば良く、また、紫外線照射
装置の紫外線ランプ４としては低圧水銀ランプ、高圧放
電ランプ、メタルハライドランプ等の市販のランプを用
いることができ、好ましくはメタルハライドランプであ
る。さらに、紫外線照射装置としては有電極タイプ及び
無電極タイプのいずれを使用しても良く、また紫外線ラ
ンプ４は上記の如く１灯又は２灯さらにはそれ以上を用
いたものであっても良い。

【００２１】一方、図１（２）に示すような光ファイバ
Ｆの場合も、上流側の紫外線照射装置の石英管３内に冷
却用ガスＧを流し、その一次被覆層２ａを構成する樹脂
温度を１００℃以下に抑えるようにすれば、その硬化過
程におけるコーティング材からのミストの発生を効果的
に抑制することができるため、その石英管３のミストに
よる汚れを防止できるだけでなく、その後に被覆される
二次被覆層２ｂへのミストの混入による粘着性，摩擦抵
抗等の変化を未然に防止でき、二次被覆層２ｂの表面も
安定したものが得られる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例及び比較例を説
明する。

【００２３】（実施例Ｉ）図１（２）に示すような断面
径１２５±１μｍの石英ガラスファイバ１上に一次被覆
層２ａとして紫外線硬化樹脂を厚さ約３５μｍ及び二次
被覆層２ｂとして紫外線硬化樹脂を厚さ約２５μｍでコ
ーティングした。この時、一次被覆層２ａに対して４ｋ
Ｗの紫外線照射装置２灯（ランプ長各２５０ｍｍ）、二
次被覆層２ｂに対して同じく６ｋＷの紫外線照射装置２
灯（ランプ長各２５０ｍｍ）を用い、ファイバＦを線引
速度１２００ｍ／分で１０００ｋｍ線引きする工程にお
いて、各紫外線照射装置を通過して出た時点の被覆層２
の温度が９０℃となるように紫外線量を調節して線引き
を行い、紫外線照射装置の石英管３を通過する紫外線透
過量及び線引きファイバのボビン巻替性を評価した。

【００２４】評価方法としては、線引き時点に対してフ
ァイバＦを１０００ｋｍ線引きした後の石英管３内の紫
外線透過量の変化率と線引きファイバ巻替時のＯＴＤＲ
（Optical Time Domain Refracymeter）測定段差の有無
で行い、また、紫外線透過率の変化率は１０％を超える
とＯＴＤＲ測定段差が生じやすくなるため、１０％以内
を合格とした。紫外線透過率の変化を図３に、線引きフ
ァイバのボビン巻替性を以下の表１にそれぞれ示す。

【００２５】尚、紫外線透過率の測定は１００，２０
０，３００，５００，１０００ｋｍ時点で線引きを止め
て測定した。また、石英管３を透過する紫外線照度はフ
ュージョン製の照度測定装置「ソラテル」を用い、石英
プローブを挿入して測定を行い、また、巻替性は線引き
ボビンから２５ｋｍずつ巻替えを行い、巻替ファイバを
ＯＴＤＲを用いてファイバの表面性の変化に伴う巻き乱
れにより生じる段差の有無を確認した。また、被覆層２
の温度は紫外線照射装置を出た直後に非接触温度測定器
を用いて測定した。

【００２６】（実施例II）図２に示すように、紫外線照
射装置の石英管３内に液体窒素ガスを流すことによりそ
の石英管３を出た直後のファイバＦの被覆層２の温度を
１００℃に調整した他は実施例Ｉと同様な条件により、
石英管３を透過する紫外線量の変化及び線引きファイバ
の巻替性を評価した。

【００２７】（比較例）図２に示すように、紫外線照射
量を調節することにより紫外線照射装置を出た直後のフ
ァイバＦの被覆層２の温度を１２４℃に調整した他は実
施例Ｉと同様な条件により、石英管３を透過する紫外線
量の変化及び線引きファイバの巻替性を評価した。

【００２８】

【表１】

【００２９】この結果、石英管３内の紫外線透過率に関
しては、図３からも分かるように本発明に係る実施例
Ｉ，IIはいずれもその透過率低下が１０００ｋｍの線引
時点でも１０％以内と少なく、優れた透過率を長時間に
亘って維持することができた。これに対し、本発明の規
定値外である比較例にあっては、線引き長が長くなるに
つれて紫外線透過率の低下が大きく、長時間連続して安
定した照射を行うことが困難であった。

【００３０】一方、ボビン巻替性に関しては、表１から
も分かるように本発明に係る実施例Ｉ，IIはいずれも１
０００ｋｍ線引きの間で段差の発生が皆無であったのに
対し、本発明の規定値外である比較例にあっては、１０
０ｋｍ時点で既に段差が発生してしまい、ボビン巻替性
が大きく劣ってしまった。

【００３１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、紫外線照
射による硬化時に際して、そのコーティング材の温度が
１００℃を超えないようにしたことから、その硬化過程
におけるコーティング材からのミストの発生を効果的に
抑制することができる。

【００３２】この結果、ミストの付着による石英管の汚
れを抑えてその紫外線透過率を長時間安定に保つことが
可能となるため、長時間連続して良好な紫外線硬化作業
を実施できる等といった優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）は本発明に係る光ファイバの実施の一形
態を示す拡大断面図である。（２）は本発明に係る光フ
ァイバの他の実施の形態を示す拡大断面図である。

【図２】本発明方法で適用可能な紫外線照射装置の実施
の一形態を示す概略図である。

【図３】本実施例に係る線引長と石英管紫外線透過率と
の関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 石英ガラスファイバ ２ 被覆層 2a 一次被覆層 2b 二次被覆層 ３ 石英管 ４ 紫外線ランプ ５ 反射板 ６ 非接触温度測定器 Ｆ 光ファイバ Ｇ 冷却用ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 芳宣 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日 立電線株式会社内 (72)発明者 大窪 豪 東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日 立電線株式会社内 Ｆターム(参考） 2H050 BA03 BA18 BA32 BB33W 4G060 AA01 AA03 AD22 AD43 AD53

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石英ガラスファイバの周囲に紫外線硬化
   樹脂をコーティングした後、そのコーティング材に紫外
   線を照射し、硬化させて被覆層を形成するようにした光
   ファイバの製造方法において、上記コーティング材の硬
   化時の温度を１００℃以下にすることを特徴とする光フ
   ァイバの製造方法。
2. 【請求項２】 上記紫外線照射されるコーティング材の
   周囲に冷却用ガスを流してそのコーティング材の硬化時
   の温度を１００℃以下にすることを特徴とする請求項１
   に記載の光ファイバの製造方法。