JP2014222267A - Method of manufacturing plastic clad optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチッククラッド光ファイバの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a plastic clad optical fiber.
特許文献1等には、紫外線硬化性樹脂組成物を塗布したガラスファイバを紫外線照射装置(以下、「UV炉」とも称す)に挿通して、該紫外線硬化性樹脂組成物を紫外線硬化させることによりプラスチッククラッド光ファイバを製造することが記載されている。 In Patent Document 1, etc., a glass fiber coated with an ultraviolet curable resin composition is inserted into an ultraviolet irradiation device (hereinafter also referred to as “UV furnace”), and the ultraviolet curable resin composition is cured by ultraviolet rays. The production of plastic clad optical fibers is described.
プラスチッククラッド層形成用の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させるために十分な紫外線を照射するためには、紫外線照射装置の紫外線照射強度を増やすか、紫外線照射装置を複数台直列に並べるなどが考えられる。
しかしながら、紫外線照射装置を複数並べると製造設備投資コストおよびメンテナンスコストが高くなる。設備コストおよびメンテナンスコストを低減するため、紫外線照射装置を少なくしたコンパクトな製造設備とする必要がある。他方、紫外線照射装置の数を少なくして、単純に紫外線照射強度を増やすと、樹脂硬化が進むものの、高強度の紫外線照射によると考えられる光ファイバの信号伝送に用いられる波長帯における短波長側の伝送損失が増加する現象が確認された。以上の事項から、プラスチッククラッド光ファイバの製造において、低コストで、プラスチッククラッド層の十分な硬化性と、製造された光ファイバの実用に足る伝送損失を両立する条件は、これまで見出されなかった。
In order to irradiate with sufficient ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin composition for plastic clad layer formation, it is considered to increase the ultraviolet irradiation intensity of the ultraviolet irradiation device or to arrange a plurality of ultraviolet irradiation devices in series. It is done.
However, if a plurality of ultraviolet irradiation devices are arranged, the manufacturing equipment investment cost and the maintenance cost increase. In order to reduce the equipment cost and the maintenance cost, it is necessary to provide a compact manufacturing facility with a reduced number of ultraviolet irradiation devices. On the other hand, if the number of UV irradiation devices is reduced and the UV irradiation intensity is simply increased, the resin cures, but the short wavelength side in the wavelength band used for signal transmission of optical fibers, which is considered to be due to high intensity UV irradiation It was confirmed that the transmission loss increased. From the above, in the production of plastic clad optical fiber, no conditions have been found so far at a low cost that satisfies both sufficient curability of the plastic clad layer and transmission loss sufficient for practical use of the produced optical fiber. It was.
本発明は、従来のプラスチッククラッド光ファイバの製造における上記課題に鑑みてなされたものであって、低コストで、プラスチッククラッド層の十分な硬化状態が得られ、伝送損失が実用に足るレベルの光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the production of a conventional plastic clad optical fiber. It is a low-cost, sufficient cured state of the plastic clad layer, and a transmission loss at a level sufficient for practical use. An object is to provide a method for manufacturing a fiber.
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、紫外線照射装置における紫外線照射強度に関するパラメータと紫外線照射装置への挿通速度の関係が重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the relationship between the parameters relating to the ultraviolet irradiation intensity in the ultraviolet irradiation apparatus and the insertion speed to the ultraviolet irradiation apparatus is important, and the present invention has been completed. It came to do.
すなわち、本願の発明は、
(1)ゲルマニウムを含有するシリカガラスであるコアと、樹脂であるクラッドを有するプラスチッククラッド光ファイバの製造方法であって、
前記コアにクラッド形成用の紫外線硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、
前記紫外線硬化性樹脂組成物が塗布された前記コアを、紫外線照射装置に挿通し、紫外線にて前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させる工程と、を有し、
下記式で表されるUVdose値が8〜18となるように各条件を設定するプラスチッククラッド光ファイバの製造方法である。
UVdose=Σ(紫外線照射装置からの漏れ光)[mW/cm2]÷挿通線速[m/min]
That is, the invention of the present application is
(1) A method for producing a plastic clad optical fiber having a core made of silica glass containing germanium and a clad made of resin,
Applying an ultraviolet curable resin composition for clad formation to the core;
Inserting the core coated with the ultraviolet curable resin composition through an ultraviolet irradiation device, and curing the ultraviolet curable resin composition with ultraviolet rays, and
This is a method for producing a plastic clad optical fiber in which each condition is set so that the UV dose value represented by the following formula is 8-18.
UV dose = Σ (leakage light from ultraviolet irradiation device) [mW / cm 2 ] ÷ insertion speed [m / min]
本発明によれば、低コストで、プラスチッククラッド層の十分な硬化性が得られ、伝送損失が実用に足るレベルのプラスチッククラッド光ファイバを製造することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a plastic clad optical fiber having a sufficient level of transmission loss and a practically sufficient transmission loss at a low cost.
[本願発明の実施形態の説明]
本願発明の一形態は、(1)ゲルマニウムを含有するシリカガラスであるコアと、樹脂であるクラッドを有するプラスチッククラッド光ファイバ(以下、単に「光ファイバ」とも称する)の製造方法であって、前記コアにクラッド形成用の紫外線硬化性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも称する)を塗布する工程と、前記樹脂組成物が塗布された前記コアを紫外線照射装置に挿通し、紫外線にて前記樹脂組成物を硬化させる工程とを有し、下記式で表されるUVdose値が8〜18となるように各条件を設定する光ファイバの製造方法である。
UVdose=Σ(紫外線照射装置からの漏れ光)[mW/cm2]÷挿通線速[m/min]
[Description of Embodiment of Present Invention]
One aspect of the present invention is (1) a method for producing a plastic clad optical fiber (hereinafter, also simply referred to as “optical fiber”) having a core made of silica glass containing germanium and a clad made of resin. Applying an ultraviolet curable resin composition for clad formation (hereinafter also simply referred to as “resin composition”) to the core, and inserting the core coated with the resin composition into an ultraviolet irradiation device, And curing the resin composition, and each condition is set so that the UV dose value represented by the following formula is 8-18.
UV dose = Σ (leakage light from ultraviolet irradiation device) [mW / cm 2 ] ÷ insertion speed [m / min]
本願発明の一形態で製造しようとする光ファイバで求められる、850nmの波長の光信号における伝送損失(以下、単に「伝送損失」とも称する)は10dB/km以下である。これは、典型的なインターコネクト用ケーブルでのファイバのロスバジェットの一例である。
また、本願発明の一形態である方法で製造しようとする光ファイバで求められるクラッドのゲル分率は95%以上である。ゲル分率が95%未満の場合、残存樹脂成分が外部材料に移行し、品質を変化させる等の問題がある。
The transmission loss (hereinafter also simply referred to as “transmission loss”) of an optical signal having a wavelength of 850 nm, which is required for an optical fiber to be manufactured according to an embodiment of the present invention, is 10 dB / km or less. This is an example of a fiber loss budget on a typical interconnect cable.
Further, the gel fraction of the clad required for the optical fiber to be manufactured by the method according to one embodiment of the present invention is 95% or more. When the gel fraction is less than 95%, there is a problem that the residual resin component is transferred to the external material and the quality is changed.
本発明者らは、製造される光ファイバの伝送損失及びクラッドのゲル分率を、上記の如く適切化すべく鋭意検討を行った。その結果を図3のグラフに示す。
図3のグラフにおいて、横軸は上記式で表されるUVdoseの数値を、左縦軸は製造される光ファイバの伝送損失の数値を、右縦軸は製造される光ファイバのクラッドのゲル分率の数値を、それぞれ示す。そして、図3のグラフにおいて、伝送損失は実線曲線で、クラッドのゲル分率は破線曲線で示した。
図3のグラフより、製造される光ファイバの伝送損失を10dB/km以下とするためには、上記UVdoseを18以下とする必要があることがわかる。また、製造される光ファイバのクラッドのゲル分率を95%以上とするには、上記UVdoseを8以上とする必要があることがわかる。
The present inventors diligently studied to optimize the transmission loss of the optical fiber to be manufactured and the gel fraction of the clad as described above. The result is shown in the graph of FIG.
In the graph of FIG. 3, the horizontal axis represents the value of UV dose expressed by the above formula, the left vertical axis represents the transmission loss value of the manufactured optical fiber, and the right vertical axis represents the gel content of the clad of the manufactured optical fiber. The rate figures are shown respectively. In the graph of FIG. 3, the transmission loss is indicated by a solid line curve, and the gel fraction of the cladding is indicated by a broken line curve.
From the graph of FIG. 3, it can be seen that the UV dose needs to be 18 or less in order to reduce the transmission loss of the manufactured optical fiber to 10 dB / km or less. Further, it can be seen that the UV dose needs to be 8 or more in order to make the gel fraction of the clad of the manufactured
このように、上記式で表されるUVdoseが8〜18の範囲にあることが適切であることを見出した。
上記UVdoseが8〜18の範囲であることにより、製造される光ファイバの伝送損失が10dB/km以下となり、該光ファイバのクラッドのゲル分率が95%以上となる。
Thus, it was found that it is appropriate that the UV dose represented by the above formula is in the range of 8-18.
When the UV dose is in the range of 8 to 18, the transmission loss of the manufactured optical fiber is 10 dB / km or less, and the gel fraction of the clad of the optical fiber is 95% or more.
以上の事項から、紫外線照射装置からの漏れ光と挿通線速の関係を特定の値範囲とすることによって、低コストで、プラスチッククラッド層の十分な硬化性が得られ、伝送損失が実用に足るレベルの光ファイバを製造が可能となる。 From the above, by setting the relationship between the leakage light from the ultraviolet irradiation device and the insertion line speed within a specific value range, sufficient curability of the plastic clad layer can be obtained at low cost and transmission loss is practical. A level optical fiber can be manufactured.
なお、プラスチッククラッド層形成時の紫外線照射強度を大きくした場合に、光ファイバの伝送損失が上昇する原因の詳細は不明であるが、コアであるガラスファイバが主要因であると考えられている。特に波長1000nm以上の光信号での伝送損失増加が大きく、短波長側の伝送損失測定から、ゲルマニウム添加ガラスにおける酸素欠乏性欠陥由来の可能性が考えられる。
よって、本発明の光ファイバの製造方法では、伝送損失増加の主要因となっていたゲルマニウムを含有するシリカガラスからなるコアを用いたものに、好適に使用され、顕著な効果を奏する。
In addition, when the ultraviolet irradiation intensity at the time of plastic clad layer formation is enlarged, although the detail of the cause which the transmission loss of an optical fiber rises is unknown, it is thought that the glass fiber which is a core is a main factor. In particular, the increase in transmission loss with an optical signal having a wavelength of 1000 nm or more is large, and from the measurement of transmission loss on the short wavelength side, the possibility of oxygen deficiency defects in germanium-doped glass is considered.
Therefore, in the method for producing an optical fiber of the present invention, it is preferably used for a core made of silica glass containing germanium, which has been a main factor in increasing transmission loss, and has a remarkable effect.
(2)前記樹脂組成物には、さらにフッ素を含有させておくことが好ましい。製造された光ファイバの樹脂クラッドがフッ素を含有するものとなり、その結果、光ファイバのコアとクラッドの屈折率差を大きくすることができる。
(3)前記挿通線速は30〜100m/minであることが好ましい。30m/min以上とすることで一定の生産量を得るための時間を短くして製造コストを低くすることができる。100m/min以下とすることで紫外線照射装置の増設のコストを不要とする。
(4)また、前記挿通線速は40〜60m/minであることが、さらに好ましい。この条件は線引時の線速変動を考慮した際に、長手方向で均質かつ安定的に製造可能な条件である。
(2) It is preferable that the resin composition further contains fluorine. The resin cladding of the manufactured optical fiber contains fluorine, and as a result, the refractive index difference between the core and the cladding of the optical fiber can be increased.
(3) The insertion line speed is preferably 30 to 100 m / min. By setting it as 30 m / min or more, the time for obtaining a fixed production amount can be shortened and manufacturing cost can be reduced. By setting the speed to 100 m / min or less, the cost of adding an ultraviolet irradiation device becomes unnecessary.
(4) Moreover, it is further preferable that the insertion line speed is 40 to 60 m / min. This condition is a condition that enables uniform and stable production in the longitudinal direction when taking into account fluctuations in the drawing speed during drawing.
[本願発明の実施形態の詳細]
(製造方法の概要)
以下、本発明の実施形態について、図1及び図2を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一形態である光ファイバの製造方法の一例を示す概略図である。
ヒータ13が設けられている線引炉12において、送り込まれたガラスファイバ母材11はヒータ13により加熱溶融され、線引される。線引されたガラスファイバ14は、冷却筒15を通って樹脂組成物塗布装置16に達し、樹脂組成物が塗布されて一次被覆がなされる。なお、冷却筒15にはその下端部に、線引直後の高温状態にあるガラスファイバ14を冷却する冷却用ガスを導入する導入管が配設されている。樹脂組成物が塗布されたガラスファイバは、紫外線照射装置17において紫外線照射ランプ21により紫外線が照射され、樹脂組成物が硬化され一体化し、光ファイバ18となる。この光ファイバ18は巻取装置19にて巻き取られる。
紫外線照射装置17は、ガラスファイバ14に被覆した樹脂組成物を硬化する樹脂組成物硬化装置であり、その本体内部に、紫外線照射ランプ21の他にその紫外線をガラスファイバ14上に集光するためのミラー(図示せず)を備える。
[Details of the embodiment of the present invention]
(Outline of manufacturing method)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a method for manufacturing an optical fiber according to one embodiment of the present invention.
In the
The
そして、本発明の一形態である光ファイバの製造方法においては、下記式で表されるUVdose値が8〜18となるように各条件を設定する。
UVdose=Σ(紫外線照射装置からの漏れ光)[mW/cm2]÷挿通線速[m/min]
And in the manufacturing method of the optical fiber which is one form of this invention, each condition is set so that the UV dose value represented by a following formula may be 8-18.
UV dose = Σ (leakage light from ultraviolet irradiation device) [mW / cm 2 ] ÷ insertion line speed [m / min]
ここで、上記式における「紫外線照射装置からの漏れ光」とは、紫外線照射装置17における、ガラスファイバ14の挿通入口付近または光ファイバ18の挿通出口付近にて測定される紫外線強度を意味するものである。
図1に示す製造方法例においては、紫外線照射装置17の挿通出口付近に、光量計等の紫外線強度検知部31を設けている。
Here, the “leakage light from the ultraviolet irradiation device” in the above expression means the ultraviolet intensity measured in the
In the example of the manufacturing method shown in FIG. 1, an
また、「Σ(紫外線照射装置からの漏れ光)」とは、全ての紫外線照射装置のそれぞれの「漏れ光」の総和を意味するものである。図1に示す製造方法例においては、紫外線照射装置17の数は1つであるが、別の形態例として紫外線照射装置17を複数並べて設けることもできる。例えば、図2に紫外線照射装置17を2つ並べて設けた例を示す。図2に示す製造方法例においては、2つの紫外線照射装置17のそれぞれの挿通出口付近に、光量計等の紫外線強度検知部31を設けている。そして、2つの紫外線照射装置17のそれぞれの「漏れ光」の総和が「Σ(紫外線照射装置からの漏れ光)」となる。
なお、紫外線照射装置17の設置数としては、設備コストの点から少ない方が好ましい。設置数は、具体的には1つ又は2つである。1つで紫外線強度が不足する場合には設置数を2つにすることが好ましい。
漏れ光の測定は、紫外線照射装置内での光ファイバへの紫外線照射強度が装置の形状等のためにできない場合も、装置内の紫外線照射強度が大きくなると装置からの漏れ光が大きくなり、このことを前提としている。
Further, “Σ (leakage light from the ultraviolet irradiation device)” means the sum of the “leakage light” of all the ultraviolet irradiation devices. In the example of the manufacturing method shown in FIG. 1, the number of the
Note that the number of the
Even when the intensity of ultraviolet irradiation to the optical fiber in the ultraviolet irradiation apparatus cannot be measured due to the shape of the apparatus, etc., the leakage light from the apparatus increases as the ultraviolet irradiation intensity in the apparatus increases. It is assumed that.
また、本発明の一形態である光ファイバの製造方法における、製造線速は、「UVdose」を求める上記式の「挿通線速」と同じである。製造線速(挿通線速)としては、上記式で求められる「UVdose」値を8〜18の範囲にできる速度範囲であれば、特に限定されないが、30〜100m/minの範囲であることが好ましい。線速が30m/min以上であれば、製造効率が十分であるため製造コストを抑えることができ、好ましい。線速が100m/min以下であれば、UV炉の使用数を2つ以下に抑えられ、結果として設備コストおよびメンテナンスコストを下げることができるため、好ましい。また、線速が40〜60m/minであることが、さらに好ましい。線速が40〜60m/minであると、線引時の線速変動を考慮した際に、長手方向で均質かつ安定的に製造可能な条件となるため、より好ましい。 In the optical fiber manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the manufacturing linear velocity is the same as the “insertion linear velocity” in the above formula for obtaining “UV dose”. The production linear speed (insertion linear speed) is not particularly limited as long as it is a speed range in which the “UV dose” value obtained by the above formula can be in the range of 8 to 18, but may be in the range of 30 to 100 m / min. preferable. If the linear velocity is 30 m / min or more, the production cost can be suppressed because the production efficiency is sufficient, which is preferable. If the linear velocity is 100 m / min or less, the number of UV furnaces used can be suppressed to two or less, and as a result, the equipment cost and the maintenance cost can be reduced, which is preferable. Further, the linear velocity is more preferably 40 to 60 m / min. It is more preferable that the linear velocity is 40 to 60 m / min, since it becomes a condition that enables uniform and stable production in the longitudinal direction when considering the linear velocity fluctuation during drawing.
また、図1及び図2に示すように紫外線強度検知部31で得られた検知情報を制御部32に伝送し、その検知情報を基に巻取装置19にて巻取速度を制御することにより、製造線速を制御し、上記の「UVdose」を適切化しても良い。
Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.2, the detection information obtained by the ultraviolet
本発明の一形態である光ファイバの製造方法で用いられるコアとしては、ゲルマニウムを含有するシリカガラスである。 The core used in the optical fiber manufacturing method according to one embodiment of the present invention is silica glass containing germanium.
(クラッド層形成用樹脂組成物)
本発明の一形態である光ファイバの製造方法で用いられる、樹脂クラッド形成用の樹脂組成物としては、紫外線照射により硬化するものであれば特に限定されない。具体的には、(A)フッ素原子含有ウレタン(メタ)アクリレート化合物、フッ素化されたポリエーテルを構造中に有する(メタ)アクリレート化合物、および(メタ)アクリレート化されたフッ素原子含有ビニル重合体から選ばれる少なくともいずれかの化合物(以下、フッ素系紫外線硬化型樹脂とも称する)と、(B)下記一般式(1)で表わされるアルコキシシランを0.2〜1質量%含有し、クラッド中のフッ素含有量を20〜60質量%にできるものが挙げられる。
(Clad layer forming resin composition)
The resin composition for forming a resin clad used in the method for producing an optical fiber according to one aspect of the present invention is not particularly limited as long as it is cured by ultraviolet irradiation. Specifically, from (A) a fluorine atom-containing urethane (meth) acrylate compound, a (meth) acrylate compound having a fluorinated polyether in the structure, and a (meth) acrylated fluorine atom-containing vinyl polymer Containing at least one selected compound (hereinafter also referred to as a fluorine-based ultraviolet curable resin) and (B) 0.2 to 1% by mass of an alkoxysilane represented by the following general formula (1); What can make content 20-60 mass% is mentioned.
一般式(1) Z−R−Si(X)3 General formula (1) Z—R—Si (X) 3
(式中、Zは、(メタ)アクリル基、メルカプト基またはエポキシ基を、Xは−OCH3または−OC2H5を、RはCnH2n(n=1,2,3,4,5)を表す。) (In the formula, Z represents a (meth) acryl group, mercapto group or epoxy group, X represents —OCH 3 or —OC 2 H 5 , and R represents C n H 2n (n = 1, 2, 3, 4, 5).)
フッ素原子含有ウレタン(メタ)アクリレート化合物は、例えば、フッ素原子含有(メタ)アクリレート化合物とジイソシアネート化合物を反応させることにより得ることができる。また、ポリエーテルを分子構造中に有するフッ素原子含有(メタ)アクリレート化合物は、例えば、フッ素原子含有(メタ)アルコール化合物と、フッ素原子含有(メタ)アクリレート化合物またはアクリル酸とを反応させることによって得ることができる。 The fluorine atom-containing urethane (meth) acrylate compound can be obtained, for example, by reacting a fluorine atom-containing (meth) acrylate compound with a diisocyanate compound. The fluorine atom-containing (meth) acrylate compound having a polyether in the molecular structure is obtained by, for example, reacting a fluorine atom-containing (meth) alcohol compound with a fluorine atom-containing (meth) acrylate compound or acrylic acid. be able to.
また、前記樹脂組成物は、上記の化合物以外に、例えばN−ビニルカプロラクタムなどの重合性不飽和モノマーや、下記光重合開始剤、あるいは各種添加剤など、光ファイバのクラッドの形成材料として通常用いられるものを使用することができる。 In addition to the above compounds, the resin composition is usually used as a material for forming an optical fiber cladding, such as a polymerizable unsaturated monomer such as N-vinylcaprolactam, the following photopolymerization initiator, or various additives. Can be used.
更に、前記樹脂組成物における上記アルコキシシラン以外の成分は、上記アルコキシシランを除く成分を混合した樹脂組成物を硬化させた際の屈折率が1.401〜1.450となるものを用いることが好ましい(ここでいう「アルコキシシラン以外の成分」とは、クラッドの形成に実質的に関与する、重合性化合物、光重合開始剤、あるいはフッ素系紫外線硬化型樹脂等を意味する(単に溶解させる等のみに添加される揮発性溶媒等は含まない))。この範囲の屈折率の樹脂組成物で優れたファイバ強度と伝送特性を両立することが確認されている(具体的には1.401、1.413、1.430、1.450)。屈折率が1.450を超えるとコアとの屈折率の差が小さく光信号を伝搬することに適さない。また、アルコキシシランとクラッドを構成する主材料となるフッ素系紫外線硬化型樹脂等の相溶性が低下すると、クラッドを構成する樹脂が白濁してしまい、伝送特性の低下の原因となる。本樹脂組成物においては、アルコキシシラン以外の成分を混合した樹脂組成物の屈折率を上記数値範囲とすることで、クラッドを構成する主材料となるフッ素系紫外線樹脂等と上記アルコキシシランとの相溶性を担保している。 Furthermore, as the components other than the alkoxysilane in the resin composition, those having a refractive index of 1.401 to 1.450 when the resin composition in which the components other than the alkoxysilane are mixed are cured are used. Preferred (“component other than alkoxysilane” as used herein means a polymerizable compound, a photopolymerization initiator, a fluorine-based ultraviolet curable resin, or the like that is substantially involved in the formation of the clad (simply dissolved, etc.) It does not include volatile solvents that are only added)). It has been confirmed that a resin composition having a refractive index in this range achieves both excellent fiber strength and transmission characteristics (specifically, 1.401, 1.413, 1.430, 1.450). If the refractive index exceeds 1.450, the difference in refractive index from the core is small, which is not suitable for propagating an optical signal. Further, when the compatibility of the fluorine-based ultraviolet curable resin or the like, which is a main material constituting the alkoxysilane and the clad, is lowered, the resin constituting the clad becomes cloudy, which causes a reduction in transmission characteristics. In this resin composition, the refractive index of the resin composition in which components other than alkoxysilane are mixed is in the above numerical range, so that the phase of the fluorine-based ultraviolet resin, etc., which is the main material constituting the cladding, and the above alkoxysilane. The solubility is guaranteed.
前記樹脂組成物において、上記一般式(1)で表されるアルコキシシランは、樹脂組成物中に0.2〜1質量%含有される。クラッドを形成する樹脂組成物において、一般式(1)で表されるアルコキシシランを上記数値範囲で含有させることにより、樹脂組成物の硬化前の初期1秒間における動的接触角の低下量を大きくできる。即ち、樹脂組成物とコアとが短時間でなじむため、形成されるクラッドとコアとの密着力を格段に向上させることができる。 In the resin composition, 0.2 to 1% by mass of the alkoxysilane represented by the general formula (1) is contained in the resin composition. In the resin composition forming the clad, by containing the alkoxysilane represented by the general formula (1) in the above numerical range, the amount of decrease in the dynamic contact angle in the initial 1 second before the resin composition is cured is increased. it can. That is, since the resin composition and the core are compatible with each other in a short time, the adhesion between the formed clad and the core can be remarkably improved.
前記樹脂組成物における光重合開始剤としては公知のどのような光重合開始剤を用いても構わないが、配合した後の貯蔵安定性のよいことが要求される。このような光重合開始剤の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等を挙げることができる。 Any known photopolymerization initiator may be used as the photopolymerization initiator in the resin composition, but it is required to have good storage stability after blending. Specific examples of such a photopolymerization initiator include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one.
前記樹脂組成物を硬化することにより形成されたクラッドは、フッ素含有量が20〜60質量%であることが好ましい。 The clad formed by curing the resin composition preferably has a fluorine content of 20 to 60% by mass.
なお、図3のグラフに示す結果を得た際の検討条件は以下の通りである。
UV炉:Fusion社製I600M/VPS6を2台設置した。
コア:最大屈折率差1.1%のゲルマニウムが添加されたシリカ製のグレーテッドインデックス(GI)コアプリフォームを外径80μmに線引きした。
クラッド:下記組成の樹脂組成物を使用して、22.5μmの厚さに形成した。
In addition, the examination conditions at the time of obtaining the result shown in the graph of FIG. 3 are as follows.
UV furnace: Two I600M / VPS6 manufactured by Fusion were installed.
Core: A graded index (GI) co-appli foam made of silica to which germanium having a maximum refractive index difference of 1.1% was added was drawn to an outer diameter of 80 μm.
Clad: A resin composition having the following composition was used to form a thickness of 22.5 μm.
〔クラッド層形成用樹脂組成物〕
フッ素原子含有ウレタン(メタ)アクリレート化合物 30 質量%
3−アクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン 0.36質量%
光重合開始剤 LucirinTPO(BASF社製) 2 質量%
アクリル酸 3.6 質量%
多官能アクリル系モノマー(ペンタエリスリトールテトラメタクリレート)
40 質量%
フッ素系モノマー(ビスコート17F;2−パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート,大阪有機化学工業社製) 25 質量%
[Clad layer forming resin composition]
Fluorine atom-containing urethane (meth)
3-Acryloxypropylmethyltrimethoxysilane 0.36% by mass
Photopolymerization initiator LucirinTPO (BASF) 2% by mass
Acrylic acid 3.6% by mass
Multifunctional acrylic monomer (pentaerythritol tetramethacrylate)
40% by mass
Fluorine monomer (Biscoat 17F; 2-perfluorooctylethyl (meth) acrylate, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) 25% by mass
使用するUV炉、コア、クラッドを上記の通りとし、UV炉の照射紫外線強度と線速とを変更してUVdoseを変えて数種のプラスチッククラッド光ファイバを作成した。得られた数種のプラスチッククラッド光ファイバの伝送損失とクラッドのゲル分率を測定した。そしてUVdose、伝送損失、ゲル分率の関係を図3のグラフに示した。 The UV furnace, core, and clad used were as described above, and several types of plastic clad optical fibers were prepared by changing the UV dose by changing the irradiation ultraviolet intensity and linear velocity of the UV furnace. The transmission loss and the gel fraction of the clad were measured for several plastic clad optical fibers obtained. The relationship between UV dose, transmission loss, and gel fraction is shown in the graph of FIG.
(本発明の実施形態で製造される光ファイバ)
本発明の実施形態で製造される光ファイバの一実施形態を図4に示す。光ファイバ18は、例えば、純シリカなどにゲルマニアが添加された石英系ガラスからなるコア2の外周にクラッド3を有する。
例えば、コア2の外径は50〜100μm、クラッド3の厚さは12〜38μm(クラッド3の外径125μm)とすることができる。特に家庭用光複合USBケーブルやHDMI(登録商標)ケーブルに用いる場合は、最小許容曲げ半径を小さくして取扱易くするために、コア2の外径を50〜90μm、クラッド3の厚さを17〜38μm(クラッド3の外径125μm)として、比較的、細径にすることが好ましい。なお、最小許容曲げ半径については、後に詳述する。
(Optical fiber manufactured in an embodiment of the present invention)
One embodiment of an optical fiber manufactured in an embodiment of the present invention is shown in FIG. The
For example, the outer diameter of the
ここで、曲げ応力などにより光ファイバ18に歪みが生じたときの破断の可能性を把握するためのパラメータとして、n値を用いることができる。n値は、大きいほど歪みに対して疲労しにくくなることを示す。例えば、コア2との界面の密着力が弱く、クラッド3が剥離して空孔ができるとn値が小さくなるため、破断する可能性が高くなる。
本発明の実施形態で製造される光ファイバ18において要求されるn値は、その用途により異なるが、例えば、23〜36とすることができる。
Here, the n value can be used as a parameter for grasping the possibility of breakage when the
The n value required in the
最小許容曲げ半径とは、使用可能な最小の曲げ半径のことをいい、例えば、従来から汎用的に使用されているコア2の外径が200μm、クラッド3の外径が250μm(クラッド層の厚さが25μm)のプラスチッククラッド光ファイバ1については、その最小許容曲げ半径は9mm前後である。
一方、家庭用光複合USBケーブルなどでは、折り畳んだ形態で使用されることもあるため、ケーブルが180度折り曲げられた状態でも使用可能であることが求められるが、そのときの最小許容曲げ半径を2.5mm以下とすることができる。このとき、プラスチ07−00758600ッククラッド光ファイバ18を細径(コア2外径:50〜100μm、クラッド3の厚さ:12〜38μm(クラッド3外径:110〜130μm))にすると、比較的簡単に曲げ半径を小さくできるため、より好ましい。
The minimum allowable bending radius refers to the minimum bending radius that can be used. For example, the outer diameter of the
On the other hand, in the case of a home optical composite USB cable, etc., it may be used in a folded form. Therefore, it is required to be usable even when the cable is folded 180 degrees. It can be 2.5 mm or less. At this time, if the plastic 07-00758600
なお、このような細径の光ファイバ18の場合は、実際の使用形態に近づけるために、上記n値は180度折り曲げ試験により求めることもできる。
最小許容曲げ半径を小さくした細径の光ファイバ18では、このようにより大きな値のn値が要求される場合もあるので、コア2とクラッド3との界面の密着力を1.5g/mm〜4.0g/mmとすることが好ましい。
In the case of such a small-diameter
In the thin
2 コア
3 クラッド
11 ガラスファイバ母材
12 線引炉
13 カーボンヒータ
14 ガラスファイバ
15 冷却筒
16 樹脂組成物塗布装置
17 紫外線照射装置
18 光ファイバ
19 巻取装置
21 紫外線照射ランプ
31 紫外線強度検知部
32 制御部
2 Core 3
Claims (4)
前記コアにクラッド形成用の紫外線硬化性樹脂組成物を塗布する工程と、
前記紫外線硬化性樹脂組成物が塗布された前記コアを紫外線照射装置に挿通し、紫外線にて前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させる工程とを有し、
下記式で表されるUVdose値が8〜18となるように各条件を設定するプラスチッククラッド光ファイバの製造方法。
UVdose=Σ(前記紫外線照射装置からの漏れ光)[mW/cm2]÷挿通線速[m/min] A method for producing a plastic clad optical fiber having a core made of silica glass containing germanium and a clad made of resin,
Applying an ultraviolet curable resin composition for clad formation to the core;
Inserting the core coated with the ultraviolet curable resin composition through an ultraviolet irradiation device, and curing the ultraviolet curable resin composition with ultraviolet rays,
A method for producing a plastic clad optical fiber, wherein each condition is set so that a UV dose value represented by the following formula is 8-18.
UV dose = Σ (leakage light from the ultraviolet irradiation device) [mW / cm 2 ] ÷ insertion speed [m / min]
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JP2013101138A JP2014222267A (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method of manufacturing plastic clad optical fiber |
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