JP2651036B2 - 光伝送媒体および光ファイバの製造方法 - Google Patents
光伝送媒体および光ファイバの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、硬化材料を塗布した光ファイバなどの細長
材料とその製造方法に関する。
材料とその製造方法に関する。
［従来技術の説明］ 光ファイバは、装置ユニットに組み込み、被覆材料系
を備えることが可能である。あるいはまた、複数の光フ
ァイバを平面アレイに組み立てて、米国特許第4,900,12
6号に開示されているような硬化可能なマトリクス材料
によって適所に固定することもできる。この製品は接着
リボンと呼ばれる。
を備えることが可能である。あるいはまた、複数の光フ
ァイバを平面アレイに組み立てて、米国特許第4,900,12
6号に開示されているような硬化可能なマトリクス材料
によって適所に固定することもできる。この製品は接着
リボンと呼ばれる。
光ファイバを線引きした後、この光ファイバをコーテ
ィングする工程（一次および二次の硬化可能なコーティ
ング材料の塗布を含んでもよい）と、光ファイバのアレ
イを硬化可能なマトリクス材料に埋め込む工程の両方に
おいて、硬化可能なコーティング材料またはマトリクス
材料の硬化程度を決定することは重要なことである。
ィングする工程（一次および二次の硬化可能なコーティ
ング材料の塗布を含んでもよい）と、光ファイバのアレ
イを硬化可能なマトリクス材料に埋め込む工程の両方に
おいて、硬化可能なコーティング材料またはマトリクス
材料の硬化程度を決定することは重要なことである。
光ファイバのコーティング材料およびリボンマトリク
ス材料の適切な硬化は、非常に重要である。硬化が不適
当な接着リボンマトリクスまたは、光ファイバコーティ
ング材料は、ケーブル化を不可能にする。また、不十分
な硬化のコーティング材料またはマトリクス材料は、一
般的には望ましくないにおいを発生する。さらに、硬化
が不適当なコーティング材料およびマトリクス材料は、
適切に硬化したコーティング材料およびマトリクス材料
に比較して剥離性、接着性、および信頼性がない。線引
きした光ファイバおよび光ファイバリボン用の適切に硬
化したコーティング材料およびマトリクス材料は、最終
製品の品質にとって重要であることは明らかである。さ
らに、材料の硬化率（modulus of cure）は硬化程度の
関数である。この硬化率は、光ファイバおよびファイバ
リボンの機械的および光学的性能にとって重要である。
ス材料の適切な硬化は、非常に重要である。硬化が不適
当な接着リボンマトリクスまたは、光ファイバコーティ
ング材料は、ケーブル化を不可能にする。また、不十分
な硬化のコーティング材料またはマトリクス材料は、一
般的には望ましくないにおいを発生する。さらに、硬化
が不適当なコーティング材料およびマトリクス材料は、
適切に硬化したコーティング材料およびマトリクス材料
に比較して剥離性、接着性、および信頼性がない。線引
きした光ファイバおよび光ファイバリボン用の適切に硬
化したコーティング材料およびマトリクス材料は、最終
製品の品質にとって重要であることは明らかである。さ
らに、材料の硬化率（modulus of cure）は硬化程度の
関数である。この硬化率は、光ファイバおよびファイバ
リボンの機械的および光学的性能にとって重要である。
現在、光ファイバのコーティング材料の硬化程度を決
定するために、いくつかの方法が採用されている。現場
硬化率試験と呼ばれる１つの方法では、コーティング層
（単数または複数）を通してガラスまで切断が行われ
る。荷重がこの光ファイバに加えられ、この荷重がこの
光ファイバに加えられている時間およびこの光ファイバ
が移動する距離について測定が行われる。これらの測定
値から一次コーティングの硬化率が決定できる。
定するために、いくつかの方法が採用されている。現場
硬化率試験と呼ばれる１つの方法では、コーティング層
（単数または複数）を通してガラスまで切断が行われ
る。荷重がこの光ファイバに加えられ、この荷重がこの
光ファイバに加えられている時間およびこの光ファイバ
が移動する距離について測定が行われる。これらの測定
値から一次コーティングの硬化率が決定できる。
引き抜き試験では、ある長さの光ファイバが公知のイ
ンストロン（Instron）装置内に配置される。この光フ
ァイバを一次コーティング材料から引き抜くに必要な力
が測定される。この測定値は硬化程度に比例する。切断
（cut−through）方法と呼ばれる第３の方法では、ある
長さのコーティングした光ファイバがこの光ファイバの
回転を防止する取り付け装置内へ置かれる。ナイフ状プ
ローブがこの光ファイバに接触し、ナイフ状プローブ
が、このコーティング材料内を貫通する時の温度が測定
される。この測定温度が高いほど、硬化程度は大きい。
ンストロン（Instron）装置内に配置される。この光フ
ァイバを一次コーティング材料から引き抜くに必要な力
が測定される。この測定値は硬化程度に比例する。切断
（cut−through）方法と呼ばれる第３の方法では、ある
長さのコーティングした光ファイバがこの光ファイバの
回転を防止する取り付け装置内へ置かれる。ナイフ状プ
ローブがこの光ファイバに接触し、ナイフ状プローブ
が、このコーティング材料内を貫通する時の温度が測定
される。この測定温度が高いほど、硬化程度は大きい。
上記方法を採用する場合、いくつか問題がある。第１
に、各々が比較的高価な装置を使用しなければならな
い。第２に、各々はいわゆるオフライン（off−line）
試験であり、従って、100％の製品スループットでは行
われない。第３に、高レベルのオペレータ訓練が要求さ
れ、最後に試験結果はオペレータに左右される。
に、各々が比較的高価な装置を使用しなければならな
い。第２に、各々はいわゆるオフライン（off−line）
試験であり、従って、100％の製品スループットでは行
われない。第３に、高レベルのオペレータ訓練が要求さ
れ、最後に試験結果はオペレータに左右される。
製造中の硬化程度テストは、ファイバまたは光ファイ
バのリボンが、巻き取り装置までの移動通路に沿って移
動しているときに、達成可能であることが最も望まし
い。接着リボンの製造ラインの速度は１分間あたり約20
0フィートの範囲にある。もし、オフライン試験が硬化
程度、従って、硬化率を決定するために採用され、そし
て、この試験が約５分間かかり、12本のファイバのリボ
ンを仮定すると、光ファイバの約12000フィートが、硬
化程度が不十分な場合にむだになる可能性がある。
バのリボンが、巻き取り装置までの移動通路に沿って移
動しているときに、達成可能であることが最も望まし
い。接着リボンの製造ラインの速度は１分間あたり約20
0フィートの範囲にある。もし、オフライン試験が硬化
程度、従って、硬化率を決定するために採用され、そし
て、この試験が約５分間かかり、12本のファイバのリボ
ンを仮定すると、光ファイバの約12000フィートが、硬
化程度が不十分な場合にむだになる可能性がある。
硬化可能コーティング材料の硬化程度を決定する問題
は、光ファイバの製造産業以外の産業にも存在する。例
えば、硬化可能材料は、床タイル、家具、医療注射器、
コンパクトディスク、コンピュータのフロッピーディス
ク、ビデオテープ、オーディオテープ、自動車用のガラ
スファイバの合成物および他の製品の製造に使用され
る。
は、光ファイバの製造産業以外の産業にも存在する。例
えば、硬化可能材料は、床タイル、家具、医療注射器、
コンパクトディスク、コンピュータのフロッピーディス
ク、ビデオテープ、オーディオテープ、自動車用のガラ
スファイバの合成物および他の製品の製造に使用され
る。
必要かつ従来技術では未解決の技術は、硬化可能コー
ティング材料の硬化程度を監視する方法であり、特に、
光ファイバ伝送媒体を提供するために使用される硬化可
能なコーティング材料およびマトリクス材料の硬化程度
を決定する方法である。理想の製品とこの製品の製造方
法および装置は、光ファイバまたは光ファイバのリボン
が製造ラインに沿って移動している間に実行できること
が望ましい。
ティング材料の硬化程度を監視する方法であり、特に、
光ファイバ伝送媒体を提供するために使用される硬化可
能なコーティング材料およびマトリクス材料の硬化程度
を決定する方法である。理想の製品とこの製品の製造方
法および装置は、光ファイバまたは光ファイバのリボン
が製造ラインに沿って移動している間に実行できること
が望ましい。
［発明の概要］ 従来技術の上記の問題は、本発明に係る製品（例：細
長素線材料）およびこれを製造する方法により解決され
た。この製品は基材（例：コーティング前の光ファイ
バ）とこの基材を少なくとも一部被覆する材料系（シス
テム）を有している。この材料系は硬化可能材料を有し
ている。また、この材料系には、励起電子状態への上昇
後に発光する材料からなるプローブが含まれている。こ
の材料系は、その発光が硬化可能材料の硬化程度の関数
として変化するものである。本発明に係る製品は、例え
ば、硬化可能コーティング材料またはマトリクス材料に
より被覆された光ファイバまたは光ファイバのアレイで
ある。このプローブと硬化可能コーティング材料または
マトリクス材料は、１つの材料系を有し、その蛍光発光
は、コーティング材料またはマトリクス材料の硬化程度
の関数として変化するものが好ましい。
長素線材料）およびこれを製造する方法により解決され
た。この製品は基材（例：コーティング前の光ファイ
バ）とこの基材を少なくとも一部被覆する材料系（シス
テム）を有している。この材料系は硬化可能材料を有し
ている。また、この材料系には、励起電子状態への上昇
後に発光する材料からなるプローブが含まれている。こ
の材料系は、その発光が硬化可能材料の硬化程度の関数
として変化するものである。本発明に係る製品は、例え
ば、硬化可能コーティング材料またはマトリクス材料に
より被覆された光ファイバまたは光ファイバのアレイで
ある。このプローブと硬化可能コーティング材料または
マトリクス材料は、１つの材料系を有し、その蛍光発光
は、コーティング材料またはマトリクス材料の硬化程度
の関数として変化するものが好ましい。
光ファイバの製造の場合、光ファイバは移動路に沿っ
て進行し、そして硬化可能なコーティング材料がこの光
ファイバに付与される。この光ファイバに付与されたコ
ーティング材料は蛍光成分を有する。この蛍光成分は、
その蛍光発光がコーティング材料の硬化程度の関数とし
て変化するものである。次に、このコーティング材料は
硬化され、同時にこの蛍光成分の発光が、このコーティ
ング材料の硬化程度の決定のために監視される。そして
この硬化したコーティング材料を具備する光ファイバが
巻き上げられる。光ファイバの代わりに、本発明の方法
は、平板アレイに配列された複数の光ファイバ保持用マ
トリクス材料の硬化程度を決定するためにも使用され
る。いずれの場合にも、製造中の監視により、希望値に
硬化程度を調整する手段を講ずることが可能である。
て進行し、そして硬化可能なコーティング材料がこの光
ファイバに付与される。この光ファイバに付与されたコ
ーティング材料は蛍光成分を有する。この蛍光成分は、
その蛍光発光がコーティング材料の硬化程度の関数とし
て変化するものである。次に、このコーティング材料は
硬化され、同時にこの蛍光成分の発光が、このコーティ
ング材料の硬化程度の決定のために監視される。そして
この硬化したコーティング材料を具備する光ファイバが
巻き上げられる。光ファイバの代わりに、本発明の方法
は、平板アレイに配列された複数の光ファイバ保持用マ
トリクス材料の硬化程度を決定するためにも使用され
る。いずれの場合にも、製造中の監視により、希望値に
硬化程度を調整する手段を講ずることが可能である。
硬化可能なコーティング材料または硬化可能なマトリ
クス材料を含有する接着光ファイバリボンを有する光フ
ァイバを製造する装置は、UV（紫外線）硬化可能材料を
コーティングされた光ファイバ、またはUVによる硬化可
能マトリクス材料内に埋め込まれた一括収納の複数の光
ファイバを、UV放射エネルギー源を通して移動させる製
造ラインを有している。その後、コーティングされた光
ファイバまたは接着リボンは、硬化程度を測定する検出
器を通過する。硬化程度はコーティング材料またはマト
リクス材料の硬化率に関連している。硬化程度、従っ
て、硬化率が所望の値でない場合、検出器は所望の硬化
程度を得るように適当な変更を行うよう、操作員に警報
を与えるために使用されうる。コーティングされた光フ
ァイバまたは接着リボンはスプールで巻き上げられる。
クス材料を含有する接着光ファイバリボンを有する光フ
ァイバを製造する装置は、UV（紫外線）硬化可能材料を
コーティングされた光ファイバ、またはUVによる硬化可
能マトリクス材料内に埋め込まれた一括収納の複数の光
ファイバを、UV放射エネルギー源を通して移動させる製
造ラインを有している。その後、コーティングされた光
ファイバまたは接着リボンは、硬化程度を測定する検出
器を通過する。硬化程度はコーティング材料またはマト
リクス材料の硬化率に関連している。硬化程度、従っ
て、硬化率が所望の値でない場合、検出器は所望の硬化
程度を得るように適当な変更を行うよう、操作員に警報
を与えるために使用されうる。コーティングされた光フ
ァイバまたは接着リボンはスプールで巻き上げられる。
［実施例の説明］ 第１図に、プリフォーム22から光ファイバ21を線引き
し、かつ、コーティングするために使用される装置20が
示してある。光ファイバ21は、一般的には直径が7mmな
いし25mm、長さが60cmのプリフォーム22を局所部および
対称的に約2000℃の温度まで加熱することにより形成さ
れる。プリフォーム22が炉23内へおよびこの炉23を通し
て供給されると、光ファイバ21はその溶融材料から線引
きされる。
し、かつ、コーティングするために使用される装置20が
示してある。光ファイバ21は、一般的には直径が7mmな
いし25mm、長さが60cmのプリフォーム22を局所部および
対称的に約2000℃の温度まで加熱することにより形成さ
れる。プリフォーム22が炉23内へおよびこの炉23を通し
て供給されると、光ファイバ21はその溶融材料から線引
きされる。
第１図で分かるように、この線引き装置には炉23が含
まれており、プリフォーム22が繊維の大きさに線引きさ
れ、その後、光ファイバ21が加熱領域から引き出され
る。光ファイバ21の直径は、光ファイバ21が形成された
直後のある点で測定装置24により測定され、そしてこの
測定値は制御システムへの入力となる。この制御システ
ム内では、測定された直径は所望の値と比較され、出力
信号が発生されて、この光ファイバの直径が所望値に近
づくように、その線引き速度を調整する。
まれており、プリフォーム22が繊維の大きさに線引きさ
れ、その後、光ファイバ21が加熱領域から引き出され
る。光ファイバ21の直径は、光ファイバ21が形成された
直後のある点で測定装置24により測定され、そしてこの
測定値は制御システムへの入力となる。この制御システ
ム内では、測定された直径は所望の値と比較され、出力
信号が発生されて、この光ファイバの直径が所望値に近
づくように、その線引き速度を調整する。
光ファイバ21の直径が測定された後、保護コーティン
グ25（第２図参照）は、塗布装置27によりこの光ファイ
バに与えられる。この光ファイバ21の強度の維持には、
この保護コーティング25の塗布が必要である。この保護
コーティング25は、新しく線引きされた光ファイバを大
気の有害な影響から保護する。この保護コーティング25
は、光ファイバ21の表面を損傷しない方法で、この光フ
ァイバが所定の直径を持ち、後続の製造、設置、サービ
ス中に磨耗しないように塗布される。減衰を最小にする
には、適切なコーティング材料の選択および、そのコー
ティング材料の光ファイバへの塗布に際しての制御が必
要である。このようなコーティング材料の例は、1984年
10月２日に発行された米国特許第4,474,830号（発明者:
C.R.Taylor）に記載されている。直径のばらつきを最小
にし、これにより、コレクタおよび接続点における不整
合に起因する損失を最小にするためには、線引き装置の
慎重な設計およびプロセスの線引き段階およびコーティ
ング段階中における光ファイバの直径の連続的な監視お
よび制御が必要である。かくして、コーティングされた
光ファイバ21は心出しゲージ28を通過する。
グ25（第２図参照）は、塗布装置27によりこの光ファイ
バに与えられる。この光ファイバ21の強度の維持には、
この保護コーティング25の塗布が必要である。この保護
コーティング25は、新しく線引きされた光ファイバを大
気の有害な影響から保護する。この保護コーティング25
は、光ファイバ21の表面を損傷しない方法で、この光フ
ァイバが所定の直径を持ち、後続の製造、設置、サービ
ス中に磨耗しないように塗布される。減衰を最小にする
には、適切なコーティング材料の選択および、そのコー
ティング材料の光ファイバへの塗布に際しての制御が必
要である。このようなコーティング材料の例は、1984年
10月２日に発行された米国特許第4,474,830号（発明者:
C.R.Taylor）に記載されている。直径のばらつきを最小
にし、これにより、コレクタおよび接続点における不整
合に起因する損失を最小にするためには、線引き装置の
慎重な設計およびプロセスの線引き段階およびコーティ
ング段階中における光ファイバの直径の連続的な監視お
よび制御が必要である。かくして、コーティングされた
光ファイバ21は心出しゲージ28を通過する。
このコーティング材料が、線引きされた光ファイバに
適用（塗布）された後に、このコーティング材料は硬化
する必要がある。従って、このコーティング材料25を塗
布した光ファイバは、コーティング材料25を硬化する装
置30およびこのコーティングされた光ファイバの外径を
測定する装置32を通過する。その後、光ファイバはキャ
プスタン34を通して移動され、後続のケーブル処理の前
に試験および貯蔵用にスプールに巻かれる。
適用（塗布）された後に、このコーティング材料は硬化
する必要がある。従って、このコーティング材料25を塗
布した光ファイバは、コーティング材料25を硬化する装
置30およびこのコーティングされた光ファイバの外径を
測定する装置32を通過する。その後、光ファイバはキャ
プスタン34を通して移動され、後続のケーブル処理の前
に試験および貯蔵用にスプールに巻かれる。
次に第３図には、製造ライン40が示してある。この製
造ライン40は接着リボン42（第４図参照）を製造可能な
ものである。この接着リボン42は複数のコーティングし
た光ファイバ36−36を有し、この各光ファイバはコア、
クラッドおよび一層以上のコーティング材料25−25を有
している。
造ライン40は接着リボン42（第４図参照）を製造可能な
ものである。この接着リボン42は複数のコーティングし
た光ファイバ36−36を有し、この各光ファイバはコア、
クラッドおよび一層以上のコーティング材料25−25を有
している。
第４図で分かるように、光ファイバ36−36は平板アレ
イに配置してもよい。この光ファイバは、マトリクス材
料45によってそのアレイ内に一緒に接着保持してもよ
い。このような製造を、普通、接着リボンと呼ぶ。好適
な実施例では、マトリクス材料は紫外線（UV）による硬
化可能材料である。
イに配置してもよい。この光ファイバは、マトリクス材
料45によってそのアレイ内に一緒に接着保持してもよ
い。このような製造を、普通、接着リボンと呼ぶ。好適
な実施例では、マトリクス材料は紫外線（UV）による硬
化可能材料である。
製造ライン40に沿って、複数の光ファイバ36−36は供
給部46−46から繰り出され、インク溜めからのインク
が、この光ファイバにアプリケータ48により与えられ
る。その後、インクはオーブン49内で乾燥される。次
に、光ファイバは、一緒に集められてアプリケータ52内
の硬化可能マトリクス材料内へ埋め込まれる。アプリケ
ータ52は、例えば、押出し機であってもよい。その後、
このマトリクス材料内のアレイは、この硬化可能マトリ
クス材料を硬化させるために使用される公知の装置54を
通るように方向付けられ、そして、スプール56に巻き上
げられる。
給部46−46から繰り出され、インク溜めからのインク
が、この光ファイバにアプリケータ48により与えられ
る。その後、インクはオーブン49内で乾燥される。次
に、光ファイバは、一緒に集められてアプリケータ52内
の硬化可能マトリクス材料内へ埋め込まれる。アプリケ
ータ52は、例えば、押出し機であってもよい。その後、
このマトリクス材料内のアレイは、この硬化可能マトリ
クス材料を硬化させるために使用される公知の装置54を
通るように方向付けられ、そして、スプール56に巻き上
げられる。
上述のように、この硬化可能コーティング材料が、こ
の線引きされた光ファイバに塗布されるかまたはこの硬
化可能なマトリクス材料が光ファイバのアレイに塗布さ
れた後、このコーティング材料またはマトリクス材料を
硬化しなければならない。例えば、接着リボンの硬化
は、楕円反射体60（第５図参照）を有する装置内で達成
してもよい。この装置内では、ランプ61が２つの焦点63
と65のうちの一方の焦点に配置され、製品が他方の焦点
に配置される。ランプ61は、この硬化可能材料を硬化さ
せるに適当な波長でエネルギーを発する。
の線引きされた光ファイバに塗布されるかまたはこの硬
化可能なマトリクス材料が光ファイバのアレイに塗布さ
れた後、このコーティング材料またはマトリクス材料を
硬化しなければならない。例えば、接着リボンの硬化
は、楕円反射体60（第５図参照）を有する装置内で達成
してもよい。この装置内では、ランプ61が２つの焦点63
と65のうちの一方の焦点に配置され、製品が他方の焦点
に配置される。ランプ61は、この硬化可能材料を硬化さ
せるに適当な波長でエネルギーを発する。
コーティング材料の硬化率はUV硬化剤のドーズ量（第
６図参照）に依存する。コーティング材料または接着リ
ボンのマトリクス材料45の硬化率を所望値にするため
に、その硬化程度が監視される。以後コーティング材料
またはマトリクス材料のいずれかについてのみ言及する
こともあるが、以下のことはこの両者に当てはまる。本
発明の方法と装置は硬化程度の装置内監視を容易にする
ものであるが、これはコーティング材料またはマトリク
ス材料内にプローブを含有することにより達成される。
このプローブは、励起電子状態に高められた後に光を発
する材料からなる。
６図参照）に依存する。コーティング材料または接着リ
ボンのマトリクス材料45の硬化率を所望値にするため
に、その硬化程度が監視される。以後コーティング材料
またはマトリクス材料のいずれかについてのみ言及する
こともあるが、以下のことはこの両者に当てはまる。本
発明の方法と装置は硬化程度の装置内監視を容易にする
ものであるが、これはコーティング材料またはマトリク
ス材料内にプローブを含有することにより達成される。
このプローブは、励起電子状態に高められた後に光を発
する材料からなる。
装置20内では、装置内硬化検出システム57が硬化装置
30の後に設けられ、一方、装置40内では装置内検出シス
テム59がスプール56の前に設けられている。一般的に、
この装置内硬化検出システム57は、そのプローブを励起
電子状態に高めるに必要な適当な波長を発生する光源お
よび、励起電子状態から非励起電子状態にプローブが遷
移するときのこのプローブからの放射の強度を定量的に
測定できる検出器を有している。
30の後に設けられ、一方、装置40内では装置内検出シス
テム59がスプール56の前に設けられている。一般的に、
この装置内硬化検出システム57は、そのプローブを励起
電子状態に高めるに必要な適当な波長を発生する光源お
よび、励起電子状態から非励起電子状態にプローブが遷
移するときのこのプローブからの放射の強度を定量的に
測定できる検出器を有している。
この硬化可能マトリクス材料は、例えば、アクリレー
トのような紫外線（UV）による硬化可能材料と、例え
ば、蛍光成分のようなプローブを有する組成を備えた材
料系である。以後、UVによる硬化可能コーティング材料
またはマトリクス材料および、蛍光を発するプローブに
関して説明する。この材料系は、その発光が硬化可能材
料の硬化程度の関数として変化する。この蛍光性材料か
らの発光により、材料内のプローブ成分の徴候（finger
print）が提供される。この徴候は、硬化可能材料が硬
化した後に、この硬化可能材料に残り、そして、ほぼ同
一の発光レベルをその後も提供する。材料系の独特な励
起および発光スペクトルは、その硬化可能材料系、また
は、その製造後の最終製品用の徴候として機能する。こ
の材料系またはこの硬化材料を含む製品のUV吸収スペク
トルが決定された後、UV吸収スペクトルの最大波長での
励起により、蛍光の発光スペクトルが生じる。続いて、
最大蛍光発光に対応する波長での特性蛍光励起スペクト
ルの決定により、蛍光性プローブの励起スペクトルが生
じる。発光スペクトルが硬化可能材料系または硬化材料
系を含む製品の励起時に、発光スペクトルが生じるとい
う事実は、プローブ成分を有する硬化可能材料系が使用
されていることを示す。光ファイバまたは光ファイバア
レイの被覆材料系は、硬化中にこの材料系の蛍光発光が
硬化程度に対して変化するようなものでなければならな
い。蛍光性のプローブ成分は、その蛍光発光がコーティ
ング材料またはマトリクス材料の硬化程度に依存する。
トのような紫外線（UV）による硬化可能材料と、例え
ば、蛍光成分のようなプローブを有する組成を備えた材
料系である。以後、UVによる硬化可能コーティング材料
またはマトリクス材料および、蛍光を発するプローブに
関して説明する。この材料系は、その発光が硬化可能材
料の硬化程度の関数として変化する。この蛍光性材料か
らの発光により、材料内のプローブ成分の徴候（finger
print）が提供される。この徴候は、硬化可能材料が硬
化した後に、この硬化可能材料に残り、そして、ほぼ同
一の発光レベルをその後も提供する。材料系の独特な励
起および発光スペクトルは、その硬化可能材料系、また
は、その製造後の最終製品用の徴候として機能する。こ
の材料系またはこの硬化材料を含む製品のUV吸収スペク
トルが決定された後、UV吸収スペクトルの最大波長での
励起により、蛍光の発光スペクトルが生じる。続いて、
最大蛍光発光に対応する波長での特性蛍光励起スペクト
ルの決定により、蛍光性プローブの励起スペクトルが生
じる。発光スペクトルが硬化可能材料系または硬化材料
系を含む製品の励起時に、発光スペクトルが生じるとい
う事実は、プローブ成分を有する硬化可能材料系が使用
されていることを示す。光ファイバまたは光ファイバア
レイの被覆材料系は、硬化中にこの材料系の蛍光発光が
硬化程度に対して変化するようなものでなければならな
い。蛍光性のプローブ成分は、その蛍光発光がコーティ
ング材料またはマトリクス材料の硬化程度に依存する。
この蛍光材料の性質は、このプローブの蛍光発光を変
化させるポリマーコーテイング材料の変化のために変化
する可能性がある。蛍光発光を変化させるにはいくつか
の方法があるが、これらの方法は、硬化されるコーティ
ング材料またはマトリクス材料の粘性に対して、その変
化を関係づけることにより最もよく理解される。
化させるポリマーコーテイング材料の変化のために変化
する可能性がある。蛍光発光を変化させるにはいくつか
の方法があるが、これらの方法は、硬化されるコーティ
ング材料またはマトリクス材料の粘性に対して、その変
化を関係づけることにより最もよく理解される。
プローブは、空間配向に依存しうる蛍光形態を有する
有機材料である。この配向は、光ファイバのコーティン
グ材料またはマトリクス材料の硬化程度に対して変化す
るその移動度に依存する。コーティング材料またはマト
リクス材料が硬化すると、このコーティング材料または
マトリクス材料が固体になるまでその粘性は増大する
（第７図参照）。その時点で、もはや粘性は増大せず、
蛍光発光の変化がさらに生じることはない。
有機材料である。この配向は、光ファイバのコーティン
グ材料またはマトリクス材料の硬化程度に対して変化す
るその移動度に依存する。コーティング材料またはマト
リクス材料が硬化すると、このコーティング材料または
マトリクス材料が固体になるまでその粘性は増大する
（第７図参照）。その時点で、もはや粘性は増大せず、
蛍光発光の変化がさらに生じることはない。
蛍光発光が空間配向に依存するこれらのプローブ材料
については、発光は粘性の関数として増大するか（第８
図参照）、または、減少する可能性がある（第９図参
照）。さらに、硬化可能なコーティング材料系またはマ
トリクス材料系は、粘性と関係のない蛍光成分を含んで
もよい（第10図参照）。しかし、その種類では、この蛍
光発光は、コーティング材料またはマトリクス材料の硬
化程度に依存するこのコーティング材料またはマトリク
ス材料の吸収度の関数として変化する。
については、発光は粘性の関数として増大するか（第８
図参照）、または、減少する可能性がある（第９図参
照）。さらに、硬化可能なコーティング材料系またはマ
トリクス材料系は、粘性と関係のない蛍光成分を含んで
もよい（第10図参照）。しかし、その種類では、この蛍
光発光は、コーティング材料またはマトリクス材料の硬
化程度に依存するこのコーティング材料またはマトリク
ス材料の吸収度の関数として変化する。
この被覆コーティング材料またはマトリクス材料が硬
化し、そして、その粘性が増大するに従って、プローブ
の配向が蛍光の増加を助ける場合、その蛍光強度は硬化
程度の関数として増大する（第８図参照）。光ファイバ
のコーティング材料またはマトリクス材料の硬化中、こ
の蛍光プローブの動きは、その蛍光形態に好ましいよう
に、制限される。コーティング材料またはマトリクス材
料およびこの種のプローブを含む材料系は、Ａ型材料系
と呼ぶことがある。一方、被覆コーティング材料または
マトリクス材料が硬化され、粘性が増大するにつれて、
その配向が蛍光の減少を助長する場合、発光強度は硬化
の関数として減少する（第９図参照）。コーティング材
料またはマトリクス材料およびこの後者の種類のプロー
ブを含む材料系はＢ型材料系と本明細書では呼ぶことに
する。
化し、そして、その粘性が増大するに従って、プローブ
の配向が蛍光の増加を助ける場合、その蛍光強度は硬化
程度の関数として増大する（第８図参照）。光ファイバ
のコーティング材料またはマトリクス材料の硬化中、こ
の蛍光プローブの動きは、その蛍光形態に好ましいよう
に、制限される。コーティング材料またはマトリクス材
料およびこの種のプローブを含む材料系は、Ａ型材料系
と呼ぶことがある。一方、被覆コーティング材料または
マトリクス材料が硬化され、粘性が増大するにつれて、
その配向が蛍光の減少を助長する場合、発光強度は硬化
の関数として減少する（第９図参照）。コーティング材
料またはマトリクス材料およびこの後者の種類のプロー
ブを含む材料系はＢ型材料系と本明細書では呼ぶことに
する。
上記の２つのアプローチ、すなわち、Ａ型とＢ型につ
いては、蛍光プローブの吸収波長は、実質的に、マトリ
クス材料のそれを越えなければならない。コーティング
材料またはマトリクス材料の吸収とプローブの吸収の重
なりはわずかでなければならない。第11図には、波長の
関数としてプロットされた、コーティング材料またはマ
トリクス材料の吸収、プローブの吸収、プローブの蛍光
発光を描くグラフが示してある。これから分かるよう
に、このプローブの蛍光発光が最大となる波長は、プロ
ーブの吸収が最大値に達する波長からはずれている。こ
の発光波長の吸収波長からのずれは公知であり、ストー
クス（Stokes）シフトと呼ばれる。この条件が第11図の
場合のように満足される場合、このプローブ発光のいか
なる変化も、空間配向の変化、従って、その硬化程度の
関数としてのその蛍光の変化に起因する。この構成は効
果的である。それは、液体から固定へコーティング材料
またはマトリクス材料が変化するとき、その粘性は23℃
で約10000cpsから固定へと増加するからである。マトリ
クス材料の粘性が増大するほど、プローブ材料の可動性
は減少する。硬化程度が増大すると、プローブ発光の相
対強度は増加または減少するが、コーティング材料また
はマトリクス材料の吸収または発光によっては影響され
ない。
いては、蛍光プローブの吸収波長は、実質的に、マトリ
クス材料のそれを越えなければならない。コーティング
材料またはマトリクス材料の吸収とプローブの吸収の重
なりはわずかでなければならない。第11図には、波長の
関数としてプロットされた、コーティング材料またはマ
トリクス材料の吸収、プローブの吸収、プローブの蛍光
発光を描くグラフが示してある。これから分かるよう
に、このプローブの蛍光発光が最大となる波長は、プロ
ーブの吸収が最大値に達する波長からはずれている。こ
の発光波長の吸収波長からのずれは公知であり、ストー
クス（Stokes）シフトと呼ばれる。この条件が第11図の
場合のように満足される場合、このプローブ発光のいか
なる変化も、空間配向の変化、従って、その硬化程度の
関数としてのその蛍光の変化に起因する。この構成は効
果的である。それは、液体から固定へコーティング材料
またはマトリクス材料が変化するとき、その粘性は23℃
で約10000cpsから固定へと増加するからである。マトリ
クス材料の粘性が増大するほど、プローブ材料の可動性
は減少する。硬化程度が増大すると、プローブ発光の相
対強度は増加または減少するが、コーティング材料また
はマトリクス材料の吸収または発光によっては影響され
ない。
第３番目の試みとしては、硬化中、コーティング材料
またはマトリクス材料の粘性とは無関係な蛍光プローブ
成分を使用することである（第10図参照）。コーティン
グ材料およびこのようなプローブを含む材料系は、Ｃ型
材料系と本明細書では呼ぶことにする。このような材料
系が理想的であるのは、プローブの吸収特性がコーティ
ング材料またはマトリクス材料のそれとほぼ同じ場合で
ある。プローブの蛍光が、硬化程度に依存する媒体の粘
性の関数として一定である場合、信頼性はそのコーティ
ング材料またはマトリクス材料の性質に依存する。コー
ティング材料またはマトリクス材料の透過性は、硬化程
度の関数として変化する。
またはマトリクス材料の粘性とは無関係な蛍光プローブ
成分を使用することである（第10図参照）。コーティン
グ材料およびこのようなプローブを含む材料系は、Ｃ型
材料系と本明細書では呼ぶことにする。このような材料
系が理想的であるのは、プローブの吸収特性がコーティ
ング材料またはマトリクス材料のそれとほぼ同じ場合で
ある。プローブの蛍光が、硬化程度に依存する媒体の粘
性の関数として一定である場合、信頼性はそのコーティ
ング材料またはマトリクス材料の性質に依存する。コー
ティング材料またはマトリクス材料の透過性は、硬化程
度の関数として変化する。
Ｃ型材料系が実現可能となるためには、３つの要件が
存在することを知らなければならない。まず、プローブ
の発光強度は、コーティング材料またはマトリクス材料
の粘性に依存する空間配向には依存しないということ。
すなわち、蛍光強度は媒体の粘性とは無関係であるこ
と。第２に、プローブの励起スペクトルは、硬化可能マ
トリクス材料またはコーティング材料の吸収スペクトル
（第12図参照）と、一致しているか、またはかなり重複
しているということ。第３に、このコーティング材料ま
たはマトリクス材料は、硬化程度に依存する吸収度を持
たなければならないこと。
存在することを知らなければならない。まず、プローブ
の発光強度は、コーティング材料またはマトリクス材料
の粘性に依存する空間配向には依存しないということ。
すなわち、蛍光強度は媒体の粘性とは無関係であるこ
と。第２に、プローブの励起スペクトルは、硬化可能マ
トリクス材料またはコーティング材料の吸収スペクトル
（第12図参照）と、一致しているか、またはかなり重複
しているということ。第３に、このコーティング材料ま
たはマトリクス材料は、硬化程度に依存する吸収度を持
たなければならないこと。
あるUVコーティング材料とUVマトリクス材料の場合、
UV放射線の相対吸収（パーセント）は、放射硬化ドーズ
量に応じて増大する。例えば、第13図で、曲線70は増大
し、所与の波長で約80％吸収度で平坦化することが分
る。次に第14図を見ると、パーセント表示の相対吸収度
が縦軸で、放射波長が横軸となっている一群の曲線72、
73、74、76が示してある。第14図の曲線72は、液体のコ
ーティング材料またはマトリクス材料を表す。曲線73に
ついては、硬化ドーズ量は0.13ジュール/cm2であり、曲
線74は、0.25ジュール/cm2であり、そして、曲線76は、
0.5ジュール/cm2である。これらの曲線は、ある材料の
場合、UV吸収が硬化程度とともに増大するということを
示す。
UV放射線の相対吸収（パーセント）は、放射硬化ドーズ
量に応じて増大する。例えば、第13図で、曲線70は増大
し、所与の波長で約80％吸収度で平坦化することが分
る。次に第14図を見ると、パーセント表示の相対吸収度
が縦軸で、放射波長が横軸となっている一群の曲線72、
73、74、76が示してある。第14図の曲線72は、液体のコ
ーティング材料またはマトリクス材料を表す。曲線73に
ついては、硬化ドーズ量は0.13ジュール/cm2であり、曲
線74は、0.25ジュール/cm2であり、そして、曲線76は、
0.5ジュール/cm2である。これらの曲線は、ある材料の
場合、UV吸収が硬化程度とともに増大するということを
示す。
他のUVコーティング材料およびUVマトリクス材料の場
合、吸収は硬化程度の関数として減少する。これらの種
類の材料の例示的な曲線は、第15図と第16図に示してあ
る。第15図の曲線80により分かるように、マトリクス材
料またはコーティング材料のパーセントでの相対吸収度
は、平方センチメートルあたりのジュールで表現した放
射硬化ドーズ量が増加すると、減少する。第16図では、
一群の曲線82、83、84、86は、波長に対するパーセント
相対吸収度のプロットを表す。曲線82は、コーティング
材料またはマトリクス材料として所与の液体を表す。こ
れから分かるように、この一群の曲線により表されるコ
ーティング材料またはマトリクス材料に対する放射エネ
ルギーの硬化ドーズ量が増加すると、パーセント相対吸
収度は減少する。曲線83は0.13ジュール/cm2の硬化ドー
ズ量の場合のパーセント吸収対波長のプロットを表し、
曲線84は0.25ジュール/cm2の同様なプロットを表し、お
よび曲線86は0.5ジュール/cm2の場合の同様なプロット
を表す。
合、吸収は硬化程度の関数として減少する。これらの種
類の材料の例示的な曲線は、第15図と第16図に示してあ
る。第15図の曲線80により分かるように、マトリクス材
料またはコーティング材料のパーセントでの相対吸収度
は、平方センチメートルあたりのジュールで表現した放
射硬化ドーズ量が増加すると、減少する。第16図では、
一群の曲線82、83、84、86は、波長に対するパーセント
相対吸収度のプロットを表す。曲線82は、コーティング
材料またはマトリクス材料として所与の液体を表す。こ
れから分かるように、この一群の曲線により表されるコ
ーティング材料またはマトリクス材料に対する放射エネ
ルギーの硬化ドーズ量が増加すると、パーセント相対吸
収度は減少する。曲線83は0.13ジュール/cm2の硬化ドー
ズ量の場合のパーセント吸収対波長のプロットを表し、
曲線84は0.25ジュール/cm2の同様なプロットを表し、お
よび曲線86は0.5ジュール/cm2の場合の同様なプロット
を表す。
透過と吸収は逆の関係にある。Ｃ型材料系に対する上
記の３つの要件が満足され、そして、第13図および第14
図のグラフにより特徴づけられるコーティング材料また
はマトリクス材料が使用される場合、励起時にマトリク
ス材料が硬化の関数として多くの放射を吸収するに従っ
て、プローブ成分に達する光は少なくなり、従って、蛍
光発光は少なくなる。このマトリクス材料の硬化程度が
増大すると、その吸収度も増大する。実際に、本発明の
装置は、プローブを励起するために、プローブに達する
光の減衰を利用する。逆に、第15図および第16図のグラ
フにより特徴づけられるコーティング材料またはマトリ
クス材料が使用される場合、励起時に、このコーティン
グ材料またはマトリクス材料が硬化の関数として放射を
吸収する度合が少なくなると、プローブ成分に達する光
は増大し、従って、より多くの蛍光発光が存在すること
になる。
記の３つの要件が満足され、そして、第13図および第14
図のグラフにより特徴づけられるコーティング材料また
はマトリクス材料が使用される場合、励起時にマトリク
ス材料が硬化の関数として多くの放射を吸収するに従っ
て、プローブ成分に達する光は少なくなり、従って、蛍
光発光は少なくなる。このマトリクス材料の硬化程度が
増大すると、その吸収度も増大する。実際に、本発明の
装置は、プローブを励起するために、プローブに達する
光の減衰を利用する。逆に、第15図および第16図のグラ
フにより特徴づけられるコーティング材料またはマトリ
クス材料が使用される場合、励起時に、このコーティン
グ材料またはマトリクス材料が硬化の関数として放射を
吸収する度合が少なくなると、プローブ成分に達する光
は増大し、従って、より多くの蛍光発光が存在すること
になる。
Ｃ型材料系は、コーティング材料またはマトリクス材
料の粘性とは無関係に作用し、一方、Ａ型材料系または
Ｂ型材料系は、粘性依存型プローブを有している。Ｃ型
材料系では信頼性が、プローブを励起する光を減衰させ
るコーティング材料またはマトリクス材料の吸収に依存
する。第10図により特徴づけられるプローブを使用する
場合は、コーティング材料またはマトリクス材料の蛍光
は、プローブの可動性には依存せず、コーティング材料
またはマトリクス材料の光吸収度に依存する。この種の
コーティング系では、このコーティング材料またはマト
リクス材料の吸収度は、この材料が硬化するに従って変
化する。これは第８図および第９図で示した種類では望
ましくない。そのために、マトリクスの吸収度と異なる
吸収度の蛍光プローブが選ばれる。
料の粘性とは無関係に作用し、一方、Ａ型材料系または
Ｂ型材料系は、粘性依存型プローブを有している。Ｃ型
材料系では信頼性が、プローブを励起する光を減衰させ
るコーティング材料またはマトリクス材料の吸収に依存
する。第10図により特徴づけられるプローブを使用する
場合は、コーティング材料またはマトリクス材料の蛍光
は、プローブの可動性には依存せず、コーティング材料
またはマトリクス材料の光吸収度に依存する。この種の
コーティング系では、このコーティング材料またはマト
リクス材料の吸収度は、この材料が硬化するに従って変
化する。これは第８図および第９図で示した種類では望
ましくない。そのために、マトリクスの吸収度と異なる
吸収度の蛍光プローブが選ばれる。
上記の３つの技術のいずれにおいても、蛍光材料は硬
化しない。蛍光材料は、マトリクス材料かまたは光ファ
イバのコーティング材料に捕獲されている。Ａ型とＢ型
の材料系では、プローブの可動性は、コーティング材料
またはマトリクス材料の粘性が増大し、蛍光が変化する
に従って、制限される。Ｃ型材料系では、信頼性は、コ
ーティング材料またはマトリクス材料の吸収度に依存す
る。これはプローブが、粘性とは無関係な蛍光発光を有
するからである。さらに、この材料系の蛍光発光は時間
に対してほぼ一定であり、そして、この硬化可能コーテ
ィング材料またはマトリクス材料の曲線に従って、その
後いつでも、この材料系の徴候として機能する。
化しない。蛍光材料は、マトリクス材料かまたは光ファ
イバのコーティング材料に捕獲されている。Ａ型とＢ型
の材料系では、プローブの可動性は、コーティング材料
またはマトリクス材料の粘性が増大し、蛍光が変化する
に従って、制限される。Ｃ型材料系では、信頼性は、コ
ーティング材料またはマトリクス材料の吸収度に依存す
る。これはプローブが、粘性とは無関係な蛍光発光を有
するからである。さらに、この材料系の蛍光発光は時間
に対してほぼ一定であり、そして、この硬化可能コーテ
ィング材料またはマトリクス材料の曲線に従って、その
後いつでも、この材料系の徴候として機能する。
また、他の種類のプローブも使用できる。もしプロー
ブが、例えば、光反応により消費されると、吸収が少な
くなる可能性がある。これらの他の種類のプローブの１
つは、それ自体反応し、一方、他のプローブはコーティ
ング材料の成分またはマトリクス材料の成分と光反応を
起すという特徴がある。この材料が放射にさらされる
と、その吸収は減少する。それは、プローブがそれ自体
とのまたはコーティング材料またはマトリクス材料との
反応によって消耗するからである。放射線にさらされた
時に、非蛍光性とはならないプローブ成分と、このプロ
ーブ成分の吸収がコーティング材料またはマトリクス材
料の硬化程度に対して変化しないようなものを選ぶこと
が重要となる。好ましくは、その発光が増加または減少
するようなプローブを選択することが望ましい。このプ
ローブがコーティング材料またはマトリクス材料により
消費されるか、または、このコーティング材料またはマ
トリクス材料と反応する場合に、このプローブの吸収は
減少し、このコーティング材料またはマトリクス材料の
発光は減少する。
ブが、例えば、光反応により消費されると、吸収が少な
くなる可能性がある。これらの他の種類のプローブの１
つは、それ自体反応し、一方、他のプローブはコーティ
ング材料の成分またはマトリクス材料の成分と光反応を
起すという特徴がある。この材料が放射にさらされる
と、その吸収は減少する。それは、プローブがそれ自体
とのまたはコーティング材料またはマトリクス材料との
反応によって消耗するからである。放射線にさらされた
時に、非蛍光性とはならないプローブ成分と、このプロ
ーブ成分の吸収がコーティング材料またはマトリクス材
料の硬化程度に対して変化しないようなものを選ぶこと
が重要となる。好ましくは、その発光が増加または減少
するようなプローブを選択することが望ましい。このプ
ローブがコーティング材料またはマトリクス材料により
消費されるか、または、このコーティング材料またはマ
トリクス材料と反応する場合に、このプローブの吸収は
減少し、このコーティング材料またはマトリクス材料の
発光は減少する。
Ａ型、Ｂ型、Ｃ型と示した材料系は好ましい実施例で
ある。本明細書において使用される濃度、すなわちppm
でのプローブどうしの反応については、その可能性は低
い。プローブ材料の濃度が増大すると、コーティング材
料またはマトリクス材料は乱されて、この材料の老化お
よび硬化速度のような性質に影響を与える。これらの材
料が硬化すると、粘性は増大し、プローブ材料のある分
子が他の分子に到達する困難さが増大する。これらの種
類のプローブは好適ではない。それは、存在する濃度レ
ベルのためおよび硬化中における粘性の増加の結果とし
て、プローブの可動性が減少するからである。
ある。本明細書において使用される濃度、すなわちppm
でのプローブどうしの反応については、その可能性は低
い。プローブ材料の濃度が増大すると、コーティング材
料またはマトリクス材料は乱されて、この材料の老化お
よび硬化速度のような性質に影響を与える。これらの材
料が硬化すると、粘性は増大し、プローブ材料のある分
子が他の分子に到達する困難さが増大する。これらの種
類のプローブは好適ではない。それは、存在する濃度レ
ベルのためおよび硬化中における粘性の増加の結果とし
て、プローブの可動性が減少するからである。
尚、実施例は硬化可能コーティング材料系を有する光
ファイバまたは硬化可能なマトリクス材料を備えた光フ
ァイバアレイを有する物品として記載したが、本発明は
多くの他の用途を有している。本発明は、床タイル、家
具、医療用の注射器、コンパクトオーディオディスク、
コンピュータフロッピーディスク、ビデオテープおよび
オーディオテープ、および車両用のガラスファイバ複合
物および他の製品を製造するために使用される硬化可能
な材料の硬化程度を監視するために使用することもでき
る。
ファイバまたは硬化可能なマトリクス材料を備えた光フ
ァイバアレイを有する物品として記載したが、本発明は
多くの他の用途を有している。本発明は、床タイル、家
具、医療用の注射器、コンパクトオーディオディスク、
コンピュータフロッピーディスク、ビデオテープおよび
オーディオテープ、および車両用のガラスファイバ複合
物および他の製品を製造するために使用される硬化可能
な材料の硬化程度を監視するために使用することもでき
る。
本発明はプローブをコーティング材料またはマトリク
ス材料に加えて材料系を提供する点で記載されたが、硬
化程度に依存する発光を行う成分を備えたコーティング
材料またはマトリクス材料を使用してもよい。
ス材料に加えて材料系を提供する点で記載されたが、硬
化程度に依存する発光を行う成分を備えたコーティング
材料またはマトリクス材料を使用してもよい。
［実施例１］ 25mlのＮ−ビニルピロリドン内に0.05グラムの1,3−
ビスピレニルプロパンを有する0.5グラムの溶液がCabel
ite3287−９−11（米国イリノイ州デスプレインズのDeS
oto,Inc.から市販されているUVによる硬化可能なアクリ
レートを基礎とする材料）100グラムと混合された。得
られた材料系は、Ｂ型のものであった。遊離紙（releas
e paper）におけるこの調合剤の0.25ジュール/cm2のUV
ドーズ量での照射により、０から100までの目盛の73
％、すなわち、全目盛の73％で395nmの蛍光をもつ0.05m
mの膜が提供された。350nmでの励起時にこの計器内にサ
ンプルがない場合、計器の０％の読みが設定された。遊
離紙上のこの調合剤への0.5J/cm2よりなるドーズ量のUV
での照射により350nmでの励起時に49％の395nmの蛍光を
もつ0.05mm膜が提供された。1.0J/cm2でのこの調合剤の
照射により350nmでの励起時に全目盛の13％の395nmの蛍
光をもつ0.05mm膜が提供された。
ビスピレニルプロパンを有する0.5グラムの溶液がCabel
ite3287−９−11（米国イリノイ州デスプレインズのDeS
oto,Inc.から市販されているUVによる硬化可能なアクリ
レートを基礎とする材料）100グラムと混合された。得
られた材料系は、Ｂ型のものであった。遊離紙（releas
e paper）におけるこの調合剤の0.25ジュール/cm2のUV
ドーズ量での照射により、０から100までの目盛の73
％、すなわち、全目盛の73％で395nmの蛍光をもつ0.05m
mの膜が提供された。350nmでの励起時にこの計器内にサ
ンプルがない場合、計器の０％の読みが設定された。遊
離紙上のこの調合剤への0.5J/cm2よりなるドーズ量のUV
での照射により350nmでの励起時に49％の395nmの蛍光を
もつ0.05mm膜が提供された。1.0J/cm2でのこの調合剤の
照射により350nmでの励起時に全目盛の13％の395nmの蛍
光をもつ0.05mm膜が提供された。
［実施例２］ 25mlのＮ−ビニルピロリドン内に0.125グラムの9,10
−ジフェニルアントラセンを有する0.5グラムの溶液がC
abelite3287−９−11（米国イリノイ州デスプレインズ
のDeSoto,Inc.から市販されているUVによる硬化材料）1
00グラムと混合された。得られた材料系は、UV成分の吸
収の変化に依存してこのプローブの蛍光発光に変化をも
たらした。これは、Ｃ型材料系の１例である。0.25ジュ
ール/cm2のUVドーズ量による遊離紙上のその調合剤への
照射により380nmでの励起時に57％の430nmの蛍光をもつ
0.05mm膜が提供された。1.0ジュール/cm2のドーズ量のU
Vによる遊離紙上へのその調合剤の照射により380nmでの
励起時に25％の430nm蛍光をもつ0.05mmの膜が提供され
た。
−ジフェニルアントラセンを有する0.5グラムの溶液がC
abelite3287−９−11（米国イリノイ州デスプレインズ
のDeSoto,Inc.から市販されているUVによる硬化材料）1
00グラムと混合された。得られた材料系は、UV成分の吸
収の変化に依存してこのプローブの蛍光発光に変化をも
たらした。これは、Ｃ型材料系の１例である。0.25ジュ
ール/cm2のUVドーズ量による遊離紙上のその調合剤への
照射により380nmでの励起時に57％の430nmの蛍光をもつ
0.05mm膜が提供された。1.0ジュール/cm2のドーズ量のU
Vによる遊離紙上へのその調合剤の照射により380nmでの
励起時に25％の430nm蛍光をもつ0.05mmの膜が提供され
た。
尚、上記の構成は本発明の単なる例示であり、本発明
の原理を具体化し、かつ、その趣旨および範囲内に入る
他の構成も当業者により想到することができよう。
の原理を具体化し、かつ、その趣旨および範囲内に入る
他の構成も当業者により想到することができよう。
第１図は、線引き光ファイバにコーティング材料を塗布
するために使用される製造ラインの図、 第２図は、第１図の装置の部分により提供されるコーテ
ィングされた光ファイバの端部断面図、 第３図は、アレイ配列の複数の光ファイバにマトリクス
材料を提供するために使用される製造ラインの図、 第４図は、マトリクス材料に埋め込まれた光ファイバア
レイの端部断面図、 第５図は、光ファイバのコーティング材料またはマトリ
クス材料を硬化させるために使用される楕円反射体の断
面図、 第６図は、ドーズ量の放射硬化に対しプロットした硬化
可能なコーティング材料またはマトリクス材料の硬化率
を示す図、 第７図は、硬化可能コーティング材料またはマトリクス
材料を硬化させるために使用されるUVドーズ量に対する
そのコーティング材料またはマトリクス材料の粘性の関
係を示すグラフ、 第８図、第９図および第10図は蛍光材料の相対的な蛍光
発光対完全硬化に対する％表示のコーティング材料また
はマトリクス材料の相対的な粘性を示すグラフ、 第11図は、コーティング材料またはマトリクス材料およ
びプローブの吸収スペクトルおよびこのプローブの発光
スペクトルを示すグラフ、 第12図は、コーティング材料またはマトリクス材料およ
びプローブの吸収スペクトルおよびこのプローブの発光
スペクトルを示す別のグラフ、 第13図と第14図は、それぞれ、硬化程度の関数として、
増加する吸収度を持つ材料についての硬化の関数として
コーティング材料またはマトリクス材料の相対吸収対放
射剤ドーズ量、および相対吸収対波長を示す図、 第15図と第16図は、それぞれ、硬化程度の関数として減
少する吸収度を持つ材料についての硬化の関数としてコ
ーティング材料またはマトリクス材料の相対吸収対放射
剤ドーズ量および相対吸収対波長を示す図である。
するために使用される製造ラインの図、 第２図は、第１図の装置の部分により提供されるコーテ
ィングされた光ファイバの端部断面図、 第３図は、アレイ配列の複数の光ファイバにマトリクス
材料を提供するために使用される製造ラインの図、 第４図は、マトリクス材料に埋め込まれた光ファイバア
レイの端部断面図、 第５図は、光ファイバのコーティング材料またはマトリ
クス材料を硬化させるために使用される楕円反射体の断
面図、 第６図は、ドーズ量の放射硬化に対しプロットした硬化
可能なコーティング材料またはマトリクス材料の硬化率
を示す図、 第７図は、硬化可能コーティング材料またはマトリクス
材料を硬化させるために使用されるUVドーズ量に対する
そのコーティング材料またはマトリクス材料の粘性の関
係を示すグラフ、 第８図、第９図および第10図は蛍光材料の相対的な蛍光
発光対完全硬化に対する％表示のコーティング材料また
はマトリクス材料の相対的な粘性を示すグラフ、 第11図は、コーティング材料またはマトリクス材料およ
びプローブの吸収スペクトルおよびこのプローブの発光
スペクトルを示すグラフ、 第12図は、コーティング材料またはマトリクス材料およ
びプローブの吸収スペクトルおよびこのプローブの発光
スペクトルを示す別のグラフ、 第13図と第14図は、それぞれ、硬化程度の関数として、
増加する吸収度を持つ材料についての硬化の関数として
コーティング材料またはマトリクス材料の相対吸収対放
射剤ドーズ量、および相対吸収対波長を示す図、 第15図と第16図は、それぞれ、硬化程度の関数として減
少する吸収度を持つ材料についての硬化の関数としてコ
ーティング材料またはマトリクス材料の相対吸収対放射
剤ドーズ量および相対吸収対波長を示す図である。
Claims (11)
- 【請求項１】光ファイバ伝送媒体と、この光ファイバ伝
送媒体を包囲する材料系とからなる光伝送媒体におい
て、 前記材料系は、吸光度が硬化度に依存する紫外線硬化可
能材料と、非偏光によって励起電子状態に励起された後
に非偏光を発光するプローブとからなり、 前記プローブの発光は、前記硬化可能材料の硬化度に依
存するスペクトルを有し、 前記プローブと前記硬化可能材料の励起スペクトルの重
量の程度は、硬化度の変化とともに変化する前記硬化可
能材料の吸光度の挙動の関数であることを特徴とする光
伝送媒体。 - 【請求項２】前記プローブが蛍光成分からなり、蛍光成
分の蛍光発光が前記硬化可能材料の硬化度の関数として
変化することを特徴とする請求項１の光伝送媒体。 - 【請求項３】前記蛍光発光が、前記硬化可能材料の硬化
度が増大するに従って増大することを特徴とする請求項
２の光伝送媒体。 - 【請求項４】前記蛍光発光が、前記硬化可能材料の硬化
度が増大するに従って減少することを特徴とする請求項
２の光伝送媒体。 - 【請求項５】前記プローブの蛍光発光は、前記硬化可能
材料の硬化度の関数である前記硬化可能材料の粘性の変
化とは無関係であることを特徴とする請求項１の光伝送
媒体。 - 【請求項６】前記材料系がプローブとして作用する成分
を含むことを特徴とする請求項１の光伝送媒体。 - 【請求項７】移動通路に沿って光ファイバを移動するス
テップと、 紫外線硬化可能材料とプローブとからなる材料系を光フ
ァイバにコーティングするステップと、 コーティングした材料系を硬化するステップと、 前記硬化可能材料の硬化度を測定するために前記プロー
ブの発光を測定するステップと、 コーティングされた光ファイバを巻き上げるステップと
からなる、コーティングされた光ファイバの製造方法に
おいて、 前記硬化可能材料の吸光度は硬化度に依存し、 前記プローブは、励起電子状態に励起された後に発光す
る蛍光成分を含み、 前記プローブの発光は、前記硬化可能材料の硬化度の関
数として変化し、 前記プローブと前記硬化可能材料の励起スペクトルの重
畳の程度は、硬化度の変化とともに変化する前記硬化可
能材料の吸光度の挙動の関数であることを特徴とする、
コーティングされた光ファイバの製造方法。 - 【請求項８】前記プローブの蛍光発光は、前記硬化可能
材料の硬化度の関数である前記硬化可能材料の粘性の変
化とは無関係であり、 前記材料系の蛍光発光が前記硬化可能材料の硬化度の関
数として変化することを特徴とする請求項７の方法。 - 【請求項９】前記材料系は、少なくとも１つのコーティ
ング材料と少なくとも１つの蛍光プローブを含むことを
特徴とする請求項７の方法。 - 【請求項１０】前記光ファイバは光ファイバアレイを構
成し、前記材料系は前記光ファイバアレイを包囲するマ
トリクス材料からなることを特徴とする請求項７の方
法。 - 【請求項１１】前記光ファイバアレイは光ファイバの直
線状アレイであることを特徴とする請求項10の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33065889A | 1989-03-30 | 1989-03-30 | |
| US330658 | 1989-03-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323240A JPH0323240A (ja) | 1991-01-31 |
| JP2651036B2 true JP2651036B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=23290732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2077171A Expired - Fee Related JP2651036B2 (ja) | 1989-03-30 | 1990-03-28 | 光伝送媒体および光ファイバの製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5037763A (ja) |
| EP (1) | EP0390415B1 (ja) |
| JP (1) | JP2651036B2 (ja) |
| KR (1) | KR0184263B1 (ja) |
| CA (1) | CA2012263C (ja) |
| DE (1) | DE69033185T2 (ja) |
| DK (1) | DK0390415T3 (ja) |
| ES (1) | ES2135376T3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7785524B2 (en) | 2006-03-15 | 2010-08-31 | Omron Corporation | Method for estimating state of ultraviolet curing resin material |
Families Citing this family (36)
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