JP3257626B2 - ガラス光ファイバの製造方法 - Google Patents
ガラス光ファイバの製造方法Info
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- G02—OPTICS
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は保護ポリマー・コー
ティングを施した光ファイバに関し、特にシリコーン・
ポリマーの内層とポリイミド・シリコーン・ブロック共
重合体の外層からなる複合コーティングを具備したガラ
ス光ファイバに関する。
ティングを施した光ファイバに関し、特にシリコーン・
ポリマーの内層とポリイミド・シリコーン・ブロック共
重合体の外層からなる複合コーティングを具備したガラ
ス光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融したガラス、または中まで密な（固
体の）ガラス・プリフォームを線引きしてガラス光ファ
イバをつくる工程において、そのガラス・ファイバに保
護有機コーティングを施すことは公知である。線引きし
たままのガラス・ファイバは、非常に高い引張り強度を
示すが、その表面の傷が発生すると著しく弱くなる。し
たがって、固体表面に接触する前にファイバの表面に保
護コーティングをほどこすことによって、本来の高い強
度を十分に維持することができる。
体の）ガラス・プリフォームを線引きしてガラス光ファ
イバをつくる工程において、そのガラス・ファイバに保
護有機コーティングを施すことは公知である。線引きし
たままのガラス・ファイバは、非常に高い引張り強度を
示すが、その表面の傷が発生すると著しく弱くなる。し
たがって、固体表面に接触する前にファイバの表面に保
護コーティングをほどこすことによって、本来の高い強
度を十分に維持することができる。
【０００３】光通信用の光導波路ガラス・ファイバを生
産するために多くの異なったコーティング系が使用され
て来た。しかし、光ファイバの生産に現在広く使用され
ているのは、わずか２種類のコーティング系だけであ
る。そのようなコーティングの例としてはＵＶ硬化型ウ
レタン・アクリレートがあり、これらのコーティングの
代表的な組成は、欧州特許第EP0204160号に記述されて
いる。
産するために多くの異なったコーティング系が使用され
て来た。しかし、光ファイバの生産に現在広く使用され
ているのは、わずか２種類のコーティング系だけであ
る。そのようなコーティングの例としてはＵＶ硬化型ウ
レタン・アクリレートがあり、これらのコーティングの
代表的な組成は、欧州特許第EP0204160号に記述されて
いる。
【０００４】通信用ガラス光ファイバのこの他のコーテ
ィング系では、下塗りコーティングにシリコーン・ポリ
マーを、二次コーティングすなわちジャケットにはナイ
ロンのような押出成形される熱可塑性ポリマーが使われ
ている。米国特許第4,114,981号には、このタイプの光
学コーティング系が記述されている。ＵＶ硬化型アクリ
レート・コーティング系は、比較的広い範囲の周囲温度
での使用において満足できる性能を発揮するが、長期間
にわたる高温での使用に耐え得る十分な安定性は持って
いない。シリコーン・コーティングは、長期間高温に露
呈されることを含む過酷な環境において、さらに一般的
に使用されているが、コストが高いという欠点がある。
ィング系では、下塗りコーティングにシリコーン・ポリ
マーを、二次コーティングすなわちジャケットにはナイ
ロンのような押出成形される熱可塑性ポリマーが使われ
ている。米国特許第4,114,981号には、このタイプの光
学コーティング系が記述されている。ＵＶ硬化型アクリ
レート・コーティング系は、比較的広い範囲の周囲温度
での使用において満足できる性能を発揮するが、長期間
にわたる高温での使用に耐え得る十分な安定性は持って
いない。シリコーン・コーティングは、長期間高温に露
呈されることを含む過酷な環境において、さらに一般的
に使用されているが、コストが高いという欠点がある。
【０００５】光ファイバ・コーティングに使用されてい
る種類の高速硬化型シリコーン樹脂は、市販されている
ＵＶ硬化型樹脂ほど急速には硬化せず、硬化した状態に
おいて表面が粘つくため多少扱い難い面がある。したが
って、シリコーン・コーティングを行うファイバは、一
般に低速度でコーティングされ、コーティングした後、
塵やごみがつきやすくケーブル化その他の処理を行うた
め巻戻すのが難しい場合がある。
る種類の高速硬化型シリコーン樹脂は、市販されている
ＵＶ硬化型樹脂ほど急速には硬化せず、硬化した状態に
おいて表面が粘つくため多少扱い難い面がある。したが
って、シリコーン・コーティングを行うファイバは、一
般に低速度でコーティングされ、コーティングした後、
塵やごみがつきやすくケーブル化その他の処理を行うた
め巻戻すのが難しい場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような点がある
ため、シリコーン・コーティングを施したファイバに
は、最終テストや出荷の前に、通常、押出し工程によっ
て熱可塑性被覆材料のオーバコーティングをほどこす。
この工程は、一般にオフライン押出し処理として行わ
れ、使用された強靱な被覆材料は切り傷を確実に検出す
るために極めて高い応力をかけて、被覆されたファイバ
の耐力テストを行う必要がある。これらの２つの手順を
行うとファイバのコストが非常に高くなる。
ため、シリコーン・コーティングを施したファイバに
は、最終テストや出荷の前に、通常、押出し工程によっ
て熱可塑性被覆材料のオーバコーティングをほどこす。
この工程は、一般にオフライン押出し処理として行わ
れ、使用された強靱な被覆材料は切り傷を確実に検出す
るために極めて高い応力をかけて、被覆されたファイバ
の耐力テストを行う必要がある。これらの２つの手順を
行うとファイバのコストが非常に高くなる。
【０００７】しかしながら、高温使用性能を有するファ
イバを必要とする使用例もある。これらの使用例では、
シリコーン系コーティングの組成は、アクリレートをコ
ーティングしたファイバよりも明らかに有利である。少
なくとも、これらの使用例では、急速に塗布できるよう
な、また、できればオフラインで被覆作業をしたり、高
応力耐性テストをしたりする必要のないシリコーン・コ
ーティング系が使えれば、それは商業上非常に重要なも
のとなるであろう。
イバを必要とする使用例もある。これらの使用例では、
シリコーン系コーティングの組成は、アクリレートをコ
ーティングしたファイバよりも明らかに有利である。少
なくとも、これらの使用例では、急速に塗布できるよう
な、また、できればオフラインで被覆作業をしたり、高
応力耐性テストをしたりする必要のないシリコーン・コ
ーティング系が使えれば、それは商業上非常に重要なも
のとなるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、長期間
の高温下における能力としてのシリコーンの長所を有し
ており、しかもコストと生産の観点における種々の欠点
を克服する新規なシリコーン系複合コーティング・シス
テムが提供される。組合せコーティングは、シリコーン
・ポリマー・アンダーコーティング構成要素または層を
有しているが、完全にオンラインで、すなわち従来技術
で行われるファイバのオフライン押出成形オーバコーテ
ィングのようなファイバの巻戻し再処理を必要とするこ
となしに、供給されうる。さらに、組合せコーティング
のオーバコーティング要素またはその層は優れた取扱い
性とその下にあるシリコーン層に対する適応性を有して
いる。
の高温下における能力としてのシリコーンの長所を有し
ており、しかもコストと生産の観点における種々の欠点
を克服する新規なシリコーン系複合コーティング・シス
テムが提供される。組合せコーティングは、シリコーン
・ポリマー・アンダーコーティング構成要素または層を
有しているが、完全にオンラインで、すなわち従来技術
で行われるファイバのオフライン押出成形オーバコーテ
ィングのようなファイバの巻戻し再処理を必要とするこ
となしに、供給されうる。さらに、組合せコーティング
のオーバコーティング要素またはその層は優れた取扱い
性とその下にあるシリコーン層に対する適応性を有して
いる。
【０００９】上述の長所を有する組合せコーティング系
は、シリコーン・ポリマーの下層をポリイミド・シリコ
ーン・ブロック・コポリマーの上層で被覆したシステム
である。ポリイミド・シリコーン・ブロック・コポリマ
ーは、シリコーン・アンダー・コーティング組成物に対
するすぐれた接着力を有しており、これはブロック・コ
ポリマーの中にシリコーン・ブロックを含んでいるため
と考えられる。このすぐれた接着力とオーバコーティン
グが粘着性を有していないことによって製造上の取扱い
が容易になる。
は、シリコーン・ポリマーの下層をポリイミド・シリコ
ーン・ブロック・コポリマーの上層で被覆したシステム
である。ポリイミド・シリコーン・ブロック・コポリマ
ーは、シリコーン・アンダー・コーティング組成物に対
するすぐれた接着力を有しており、これはブロック・コ
ポリマーの中にシリコーン・ブロックを含んでいるため
と考えられる。このすぐれた接着力とオーバコーティン
グが粘着性を有していないことによって製造上の取扱い
が容易になる。
【００１０】さらにまた、組合せコーティングの弾性が
すぐれているので、ファイバの耐性テストを人工的に高
くした応力レべルにおいて行う必要がない。従って、耐
性テストの応力は、コーティングの特性よりもファイバ
の特性によって決められる。最後に、複合コーティング
は、ファイバの望ましい高温使用特性を犠牲にすること
なく上記の長所を発揮する。したがって、コーティング
・システムのブロック・コポリマー層の高温性能は、シ
リコーン層と同等かまたはそれより優れている。
すぐれているので、ファイバの耐性テストを人工的に高
くした応力レべルにおいて行う必要がない。従って、耐
性テストの応力は、コーティングの特性よりもファイバ
の特性によって決められる。最後に、複合コーティング
は、ファイバの望ましい高温使用特性を犠牲にすること
なく上記の長所を発揮する。したがって、コーティング
・システムのブロック・コポリマー層の高温性能は、シ
リコーン層と同等かまたはそれより優れている。
【００１１】１つの態様においては、本発明は、外表面
に少なくとも２つの保護ポリマー・コーティングをほど
こしたガラス光ファイバよりなる。これらのコーティン
グは少なくとも１つのシリコーン・ポリイミド・ブロッ
ク・コポリマー層と１つのシリコーン・ポリマー層を有
している。シリコーン層は、シリコーン・ポリイミド・
ブロック・コポリマーに対する下層を構成し、コポリマ
ーの内側に、コポリマーと接して配設されている。シリ
コーン・ポリイミド層は、シリコーン・ポリマー一次層
の上にある上層、すなわちオーバコートを構成する。
に少なくとも２つの保護ポリマー・コーティングをほど
こしたガラス光ファイバよりなる。これらのコーティン
グは少なくとも１つのシリコーン・ポリイミド・ブロッ
ク・コポリマー層と１つのシリコーン・ポリマー層を有
している。シリコーン層は、シリコーン・ポリイミド・
ブロック・コポリマーに対する下層を構成し、コポリマ
ーの内側に、コポリマーと接して配設されている。シリ
コーン・ポリイミド層は、シリコーン・ポリマー一次層
の上にある上層、すなわちオーバコートを構成する。
【００１２】別の態様においては、本発明は、従来ガラ
ス・ファイバとその上にほどこした少なくともｌつの層
がシリコーン・ポリマーである１つ以上の層のポリマー
・コーティングで構成された光ファイバからなるシリコ
ーン被覆光ファイバの１つの改良よりなっている。本発
明によれば、光ファイバの上にシリコーン・コーティン
グの代りまたは、シリコーン・コーティングに加えて、
本質的にシリコーン・ポリマー下層とシリコーン・ポリ
イミド・ブロック・コポリマー上層とからなっている複
合コーティングが提供される。これらの層を組合せるこ
とによって本発明の複合コーティングと光ファイバの独
特な特性と長所が得られる。
ス・ファイバとその上にほどこした少なくともｌつの層
がシリコーン・ポリマーである１つ以上の層のポリマー
・コーティングで構成された光ファイバからなるシリコ
ーン被覆光ファイバの１つの改良よりなっている。本発
明によれば、光ファイバの上にシリコーン・コーティン
グの代りまたは、シリコーン・コーティングに加えて、
本質的にシリコーン・ポリマー下層とシリコーン・ポリ
イミド・ブロック・コポリマー上層とからなっている複
合コーティングが提供される。これらの層を組合せるこ
とによって本発明の複合コーティングと光ファイバの独
特な特性と長所が得られる。
【００１３】さらに別の態様においては、本発明は、シ
リコーン被覆光ファイバの取扱い特性と光通信特性を向
上させるための、この光ファイバ処理方法も含んでい
る。この方法によれば、シリコーン被覆光ファイバに、
本質的にシリコーン・ポリイミド・ブロック・コポリマ
ー層からなるオーバコート層が設けられる。このオーバ
コートは、シリコーン層に直接隣合って接している。シ
リコーン・コーティングを塗布した直後であって、シリ
コーン被覆ファイバが、ブロック・コポリマー・オーバ
コート材料以外の何らかの固体もしくは液体の材料に接
触する前に、オーバコート層が施されることが特に好ま
しい。
リコーン被覆光ファイバの取扱い特性と光通信特性を向
上させるための、この光ファイバ処理方法も含んでい
る。この方法によれば、シリコーン被覆光ファイバに、
本質的にシリコーン・ポリイミド・ブロック・コポリマ
ー層からなるオーバコート層が設けられる。このオーバ
コートは、シリコーン層に直接隣合って接している。シ
リコーン・コーティングを塗布した直後であって、シリ
コーン被覆ファイバが、ブロック・コポリマー・オーバ
コート材料以外の何らかの固体もしくは液体の材料に接
触する前に、オーバコート層が施されることが特に好ま
しい。
【００１４】シリコーン・ポリイミド・ブロック・コポ
リマー・オーバコートを施した後、このようにコーティ
ングした光ファイバは、シリコーン被覆ファイバの好ま
しくない取扱い特性に関わる様々な問題を回避するため
の特別な予防手段を取る必要なしに、容易に巻取り、耐
性テストを行い、ケーブル化し、あるいはこの他の取扱
いを行なうことができる。
リマー・オーバコートを施した後、このようにコーティ
ングした光ファイバは、シリコーン被覆ファイバの好ま
しくない取扱い特性に関わる様々な問題を回避するため
の特別な予防手段を取る必要なしに、容易に巻取り、耐
性テストを行い、ケーブル化し、あるいはこの他の取扱
いを行なうことができる。
【００１５】本発明は、さらに「線引工程における」光
ファイバの表面にシリコーン・コーティング・システム
あるいはその他の二液性コーティング・システムを適用
するための改良された方法も含んでいる。この方法は、
シリコーン・コーティングの塗布に特に有用であり、第
１と第２の液成分の本質的にこの他のいかなる組合せと
でも一緒に使用することができる。その組合せとは、２
種の液体樹脂、ある樹脂とその硬化触媒、ある樹脂と染
料のようなその改質材、その他の液体の同じような組合
せでもよい。
ファイバの表面にシリコーン・コーティング・システム
あるいはその他の二液性コーティング・システムを適用
するための改良された方法も含んでいる。この方法は、
シリコーン・コーティングの塗布に特に有用であり、第
１と第２の液成分の本質的にこの他のいかなる組合せと
でも一緒に使用することができる。その組合せとは、２
種の液体樹脂、ある樹脂とその硬化触媒、ある樹脂と染
料のようなその改質材、その他の液体の同じような組合
せでもよい。
【００１６】この方法によれば、第１と第２の液体成分
は、コントロールされた条件の下で連続的に混合された
後、液体コータに均質の液体配合物として直接供給され
る。重合性のコーティング液を構成するこの配合物は、
直ちにコータからファイバに塗布される。本発明による
方法は、２つの成分の混合物が急速にゲル化し、硬化す
る特性を発揮するシリコーン・コーティングのような二
液性コーティング・システムを使う場合には特に有用で
ある。第１と第２の液要素がファイバへ塗布されるまで
別にしてあるため、ポット・ライフが短かくなること、
および／またはコーティング液が不安定となること等の
問題が回避され、低粘度の二液性システムのコーティン
グが可能である。
は、コントロールされた条件の下で連続的に混合された
後、液体コータに均質の液体配合物として直接供給され
る。重合性のコーティング液を構成するこの配合物は、
直ちにコータからファイバに塗布される。本発明による
方法は、２つの成分の混合物が急速にゲル化し、硬化す
る特性を発揮するシリコーン・コーティングのような二
液性コーティング・システムを使う場合には特に有用で
ある。第１と第２の液要素がファイバへ塗布されるまで
別にしてあるため、ポット・ライフが短かくなること、
および／またはコーティング液が不安定となること等の
問題が回避され、低粘度の二液性システムのコーティン
グが可能である。
【００１７】最後に、本発明は、ポリマー・コーテッド
・ガラス光ファイバを製造するための改良された装置を
含んでいる。これまでは、このような装置は、溶融ガラ
スまたはプリフォームからガラス光ファイバを線引きす
る線引き手段や、線引き装置と溶融ガラスまたはプリフ
ォームとの間に位置して、コータ内の若しくはこれに供
給される重合性のコーティング液を線引きされたファイ
バの表面に塗布する液体コータを有している。コーティ
ング液は、独立した液体供給システムからコータへ供給
される。この液体供給システムは、精巧な貯留手段と送
出手段からなっていてもよく、あるいは単にコーティン
グ液の貯留槽からなっていてもよい。大部分の従来のシ
ステムは、さらに重合性のコーティング液をファイバの
表面に塗布した後、硬化するための、液体コータに隣接
して配設された硬化手段を含んでいる。
・ガラス光ファイバを製造するための改良された装置を
含んでいる。これまでは、このような装置は、溶融ガラ
スまたはプリフォームからガラス光ファイバを線引きす
る線引き手段や、線引き装置と溶融ガラスまたはプリフ
ォームとの間に位置して、コータ内の若しくはこれに供
給される重合性のコーティング液を線引きされたファイ
バの表面に塗布する液体コータを有している。コーティ
ング液は、独立した液体供給システムからコータへ供給
される。この液体供給システムは、精巧な貯留手段と送
出手段からなっていてもよく、あるいは単にコーティン
グ液の貯留槽からなっていてもよい。大部分の従来のシ
ステムは、さらに重合性のコーティング液をファイバの
表面に塗布した後、硬化するための、液体コータに隣接
して配設された硬化手段を含んでいる。
【００１８】本発明によれば、上記の装置は、液体混合
機からなる重合性コーティング液の供給システムを含
み、かかる液体混合機は、コータに設けられた重合性コ
ーティング液の入口に連結された液の出口を有する。液
体混合機は、重合性のコーティング液を形成するために
結合する少なくとも第１と第２の液体ポリマー成分用の
液体投入手段を有しており、第１と第２の液体ポリマー
成分をコータに送出する液体出口に供給する前に、これ
らの成分を十分に混合して連続的に結合させる。
機からなる重合性コーティング液の供給システムを含
み、かかる液体混合機は、コータに設けられた重合性コ
ーティング液の入口に連結された液の出口を有する。液
体混合機は、重合性のコーティング液を形成するために
結合する少なくとも第１と第２の液体ポリマー成分用の
液体投入手段を有しており、第１と第２の液体ポリマー
成分をコータに送出する液体出口に供給する前に、これ
らの成分を十分に混合して連続的に結合させる。
【００１９】第１と第２の液体ポリマー成分に対する第
１と第２の計量器を取付けた液体供給手段が、混合機用
液体投入手段に接続されている。液体供給手段は、第ｌ
と第２のポリマー成分の計量した分量を液体混合機用の
投入手段に連続して供給するように働く。計量器を付け
た液体供給手段は、通常、液体流量調節用のいくつかの
要素を有しており、これらの要素には流量調節ポンプ、
調節弁、プログラマブル電子弁および／またはポンプ調
節器、および／またはその他の装置を含むことができ
る。これらにつき以下に詳しく説明する。
１と第２の計量器を取付けた液体供給手段が、混合機用
液体投入手段に接続されている。液体供給手段は、第ｌ
と第２のポリマー成分の計量した分量を液体混合機用の
投入手段に連続して供給するように働く。計量器を付け
た液体供給手段は、通常、液体流量調節用のいくつかの
要素を有しており、これらの要素には流量調節ポンプ、
調節弁、プログラマブル電子弁および／またはポンプ調
節器、および／またはその他の装置を含むことができ
る。これらにつき以下に詳しく説明する。
【００２０】計量液体供給手段の少なくとも一方は、制
御信号を受取るためのフィードバック信号入力手段を有
しており、この制御信号は、この供給手段を通して供給
する液体の流量を制御するために使われる。１つまたは
複数のフィードバック信号入力のための制御信号は、以
下に説明する検出手段によって発生される消耗信号（de
pletion signal）である。この検出手段は、計量器を付
けた液体供給手段に、もしくは、その下流に設けられ、
コーティング液供給システムから送られる混合された重
合性コーティング液の消耗ないしは消耗速度にしたがっ
て変化する。
御信号を受取るためのフィードバック信号入力手段を有
しており、この制御信号は、この供給手段を通して供給
する液体の流量を制御するために使われる。１つまたは
複数のフィードバック信号入力のための制御信号は、以
下に説明する検出手段によって発生される消耗信号（de
pletion signal）である。この検出手段は、計量器を付
けた液体供給手段に、もしくは、その下流に設けられ、
コーティング液供給システムから送られる混合された重
合性コーティング液の消耗ないしは消耗速度にしたがっ
て変化する。
【００２１】上記供給システムは、計量液体供給手段の
うちの少なくとも１つと液体コータとに、またはそれら
の間に設けられ、光ファイバがコータの中を通され、コ
ーティングされる間に、供給システムから送られる重合
性コーティング液の消耗を検知するための検知手段を具
備している。この検出手段は、ファイバに塗布される液
体ないしは液体成分の少なくとも１つの流路に設けら
れ、物理的接触、電気的接触、光学的接触または同様の
手段等により、液体に接触して検知するようになされて
いる。
うちの少なくとも１つと液体コータとに、またはそれら
の間に設けられ、光ファイバがコータの中を通され、コ
ーティングされる間に、供給システムから送られる重合
性コーティング液の消耗を検知するための検知手段を具
備している。この検出手段は、ファイバに塗布される液
体ないしは液体成分の少なくとも１つの流路に設けら
れ、物理的接触、電気的接触、光学的接触または同様の
手段等により、液体に接触して検知するようになされて
いる。
【００２２】上記検出手段は、コーティング液がコータ
によって光ファイバの表面に塗布されている間に、上記
の消耗信号を発生するようになされた信号出力部を有し
ている。その検出手段は、液面の高さ、圧力、コーティ
ングの厚さ、その他のパラメータを検出することがで
き、これらから供給システムから送られる重合性コーテ
ィング液の塗布速度および／または消耗速度を測定また
は計算することができ、それに対応する消耗信号が発生
される。
によって光ファイバの表面に塗布されている間に、上記
の消耗信号を発生するようになされた信号出力部を有し
ている。その検出手段は、液面の高さ、圧力、コーティ
ングの厚さ、その他のパラメータを検出することがで
き、これらから供給システムから送られる重合性コーテ
ィング液の塗布速度および／または消耗速度を測定また
は計算することができ、それに対応する消耗信号が発生
される。
【００２３】最後に、本発明の装置は、消耗信号を検出
手段の信号出力部から第１のおよび／または第２の計量
液体供給手段のフィードバック信号入力手段へ送る信号
送信手段を具備している。上述したように、この消耗信
号は、計量液体供給手段が液体混合液に対する液体ポリ
マー成分の流量を制御するために使用される。このよう
に、コーティング液が線引されている光ファイバにコー
タによって塗布されている間、計量液体供給手段と混合
機は、コーティング液をコータに連続して供給するよう
に作動する。
手段の信号出力部から第１のおよび／または第２の計量
液体供給手段のフィードバック信号入力手段へ送る信号
送信手段を具備している。上述したように、この消耗信
号は、計量液体供給手段が液体混合液に対する液体ポリ
マー成分の流量を制御するために使用される。このよう
に、コーティング液が線引されている光ファイバにコー
タによって塗布されている間、計量液体供給手段と混合
機は、コーティング液をコータに連続して供給するよう
に作動する。
【００２４】独立した液体供給手段を使用するため、不
安定でかつ／または混合した後、急速にゲル化する二液
性ポリマー・システムを光ファイバのコーティングに使
用することができる。したがって、混合機の出口からコ
ータまでの液体流路における滞留時間は、望ましいだけ
短かくすることができる。さらに、上記のシステムは、
混合されたコーティング液のガス抜きを行う必要を一般
になくし、かつ混合物の硬化速度を非常に長くするよう
化学的に調節できるので、高速塗布に対応できる。この
ように、より大きな硬化システムを必要とせず、また硬
化環境において塗布されたファイバの滞留時間を長くす
る必要もなく、塗布されたコーティングより高速硬化を
達成することができる。
安定でかつ／または混合した後、急速にゲル化する二液
性ポリマー・システムを光ファイバのコーティングに使
用することができる。したがって、混合機の出口からコ
ータまでの液体流路における滞留時間は、望ましいだけ
短かくすることができる。さらに、上記のシステムは、
混合されたコーティング液のガス抜きを行う必要を一般
になくし、かつ混合物の硬化速度を非常に長くするよう
化学的に調節できるので、高速塗布に対応できる。この
ように、より大きな硬化システムを必要とせず、また硬
化環境において塗布されたファイバの滞留時間を長くす
る必要もなく、塗布されたコーティングより高速硬化を
達成することができる。
【００２５】以下、図面を参照して本発明の実施例につ
き詳細に説明しよう。
き詳細に説明しよう。
【００２６】
【実施例】本発明による組合せコーティングを施すガラ
ス光ファイバは従来のいかなる種類のものでもよい。し
たがって、通常マルチモード光ファイバと呼ばれている
ガラス・クラッドと、比較的大きいガラス・コアを有す
るガラス光ファイバ、ないしは従来シングルモードと呼
ばれている小さいコアを有する同様のガラス・ファイバ
を使用することができる。本発明による組合せコーティ
ングを、ファイバ・オプチック用のクラッドを有してい
ないコートクラッドを施されていない溶融シリカ・ファ
イバに施すことが有利な場合もある。特に望ましい光フ
ァイバは、1987年9月30日に出願された米国特許出願第1
03,032号に記載された種類の光ファイバである。これら
の光ファイバは、ファイバを光学的にコーティングから
切り離す高い屈折率のガラスの薄い外層を有している。
このことによって、低屈折率シリコーン・ポリマーを光
学的性能を低下させることなしに、ファイバに直接施す
ことが可能となる。
ス光ファイバは従来のいかなる種類のものでもよい。し
たがって、通常マルチモード光ファイバと呼ばれている
ガラス・クラッドと、比較的大きいガラス・コアを有す
るガラス光ファイバ、ないしは従来シングルモードと呼
ばれている小さいコアを有する同様のガラス・ファイバ
を使用することができる。本発明による組合せコーティ
ングを、ファイバ・オプチック用のクラッドを有してい
ないコートクラッドを施されていない溶融シリカ・ファ
イバに施すことが有利な場合もある。特に望ましい光フ
ァイバは、1987年9月30日に出願された米国特許出願第1
03,032号に記載された種類の光ファイバである。これら
の光ファイバは、ファイバを光学的にコーティングから
切り離す高い屈折率のガラスの薄い外層を有している。
このことによって、低屈折率シリコーン・ポリマーを光
学的性能を低下させることなしに、ファイバに直接施す
ことが可能となる。
【００２７】図１は、本発明によって提供される望まし
い光ファイバを概略的に示している。図１に示すよう
に、コーティングされた光ファイバ４はガラス・コア５
とガラス・クラッド６を有しており、クラッドは、ファ
イバをコーティングから光学的に切り離す高屈折率ガラ
スの外層６ａを含んでいる。ガラス外層６ａの外側を覆
っているのがシリコーンの下層７とシリコーン・ポリイ
ミド・ブロック・コポリマー上の層８とからなる複合コ
ーティングである。これらのポリマー層を組合せると、
良好な物理的保護層と高温劣化に対するすぐれた抵抗力
が得られる。
い光ファイバを概略的に示している。図１に示すよう
に、コーティングされた光ファイバ４はガラス・コア５
とガラス・クラッド６を有しており、クラッドは、ファ
イバをコーティングから光学的に切り離す高屈折率ガラ
スの外層６ａを含んでいる。ガラス外層６ａの外側を覆
っているのがシリコーンの下層７とシリコーン・ポリイ
ミド・ブロック・コポリマー上の層８とからなる複合コ
ーティングである。これらのポリマー層を組合せると、
良好な物理的保護層と高温劣化に対するすぐれた抵抗力
が得られる。
【００２８】勿論、光ファイバは、シリコーン・コーテ
ィングを行う前に、必要ならプラスチックまたは無機材
料の１つ以上の層の一次コーティングを行う。したがっ
て、例えば湿気やその他潜在的に有害な気相材料の影響
からファイバを保護するため、無機ハーメチック・コー
ティングをファイバに塗布することもできる。本発明に
よってコーティングを行う光ファイバに塗布されるシリ
コーン・コーティングは公知であり、この目的のために
有用なシリコーン・ポリマー材料の中から選択すること
ができよう。最も普通には、アルケンにシラン（silica
hydride）を添加して硬化を行う二液性ポリマー・シス
テム（一般にシラン添加ポリマーと呼ばれている）が用
いられ、これらのシステムは不活性液体溶剤ないしは稀
釈剤を大体において含んでいない（100％固体システ
ム）。このようなポリマー・システムの例としては、Ｒ
ＴＶ（自然加硫）シリコーンがあり、例えばジェネラル
・エレクトリックのＲＴＶ−６１５、ＲＴＶ−６５５シ
リコーン・ポリマーやダウ・コーニング社のSylgard
（登録商標）184、Sylgard182 シリコーン・ポリマー
が市販されている。
ィングを行う前に、必要ならプラスチックまたは無機材
料の１つ以上の層の一次コーティングを行う。したがっ
て、例えば湿気やその他潜在的に有害な気相材料の影響
からファイバを保護するため、無機ハーメチック・コー
ティングをファイバに塗布することもできる。本発明に
よってコーティングを行う光ファイバに塗布されるシリ
コーン・コーティングは公知であり、この目的のために
有用なシリコーン・ポリマー材料の中から選択すること
ができよう。最も普通には、アルケンにシラン（silica
hydride）を添加して硬化を行う二液性ポリマー・シス
テム（一般にシラン添加ポリマーと呼ばれている）が用
いられ、これらのシステムは不活性液体溶剤ないしは稀
釈剤を大体において含んでいない（100％固体システ
ム）。このようなポリマー・システムの例としては、Ｒ
ＴＶ（自然加硫）シリコーンがあり、例えばジェネラル
・エレクトリックのＲＴＶ−６１５、ＲＴＶ−６５５シ
リコーン・ポリマーやダウ・コーニング社のSylgard
（登録商標）184、Sylgard182 シリコーン・ポリマー
が市販されている。
【００２９】同様に、市販されている種類のシリコーン
・ポリイミド・ブロック・コポリマー組成をシリコーン
・コポリマー層用オーバコーティングに使用することが
できる。例えば、米国特許第4,690,997号に記載されて
いるこれらの公知材料は、従来技術において難燃性ワイ
ヤ・コーティング組成として使用されて来た。この種類
の市販されている材料はニューヨーク州、ウォータフォ
ードのジェネラル・エレクトリック社のSiltem（登録商
標）コポリマー87-73である。
・ポリイミド・ブロック・コポリマー組成をシリコーン
・コポリマー層用オーバコーティングに使用することが
できる。例えば、米国特許第4,690,997号に記載されて
いるこれらの公知材料は、従来技術において難燃性ワイ
ヤ・コーティング組成として使用されて来た。この種類
の市販されている材料はニューヨーク州、ウォータフォ
ードのジェネラル・エレクトリック社のSiltem（登録商
標）コポリマー87-73である。
【００３０】通常のファイバ・コーティング・ダイス
を、これらのコーティング材料を光ファイバに順次塗布
するために使用することができる。現在望まれているダ
イは、米国特許第4,531,959号に記載されている圧力コ
ーティング・ダイであり、このダイは液体を高速かつ制
御された厚さでガラス光ファイバに塗布することができ
る。
を、これらのコーティング材料を光ファイバに順次塗布
するために使用することができる。現在望まれているダ
イは、米国特許第4,531,959号に記載されている圧力コ
ーティング・ダイであり、このダイは液体を高速かつ制
御された厚さでガラス光ファイバに塗布することができ
る。
【００３１】光ファイバのコーティングに有用なシリコ
ーン・ポリマーは、前述したように、化学的に硬化する
樹脂システムであり、したがって、シリコーン層の硬化
は、シリコーン・コーティングをしたファイバを急速に
硬化温度まで加熱できる炉の中を通して行われる。これ
らのポリマーは、大体において溶剤を含まない組成なの
で、コーティングの溶剤の揮発や泡立ちで問題が生じる
ことはない。
ーン・ポリマーは、前述したように、化学的に硬化する
樹脂システムであり、したがって、シリコーン層の硬化
は、シリコーン・コーティングをしたファイバを急速に
硬化温度まで加熱できる炉の中を通して行われる。これ
らのポリマーは、大体において溶剤を含まない組成なの
で、コーティングの溶剤の揮発や泡立ちで問題が生じる
ことはない。
【００３２】市販されているシリコーン・ポリイミド・
ブロック・コポリマーは、一液性システムとして、不純
物のない液体溶剤でコーティング粘度まで容易に稀釈
し、ファイバ上のコーティング中の溶剤を蒸発させて硬
化させる。コーティングをしたファイバをもう一度炉を
通して所要の硬化を達成する。加熱はコーティングを泡
立たせることなく溶剤を除去するのに十分な速度で行
う。この結果を達成するための適切な炉温度および温度
分布は、いかなるコーティング配合についても日常的な
実験を行うことによって容易に決定することができる。
ブロック・コポリマーは、一液性システムとして、不純
物のない液体溶剤でコーティング粘度まで容易に稀釈
し、ファイバ上のコーティング中の溶剤を蒸発させて硬
化させる。コーティングをしたファイバをもう一度炉を
通して所要の硬化を達成する。加熱はコーティングを泡
立たせることなく溶剤を除去するのに十分な速度で行
う。この結果を達成するための適切な炉温度および温度
分布は、いかなるコーティング配合についても日常的な
実験を行うことによって容易に決定することができる。
【００３３】あるいは、シリコーン・ポリイミド・ブロ
ック・コポリマーを、溶剤を使用せずに、加熱溶解コー
ティングもしくは溶融押出し技術によって塗布できるの
は勿論である。この方法は、通常、比較的厚いポリイミ
ド・コーティングが必要な場合に使用することが望まし
いであろう。ファイバに塗布するためのコータに供給す
る二液性シリコーン・ポリマーは、必要なら、普通のや
り方にしたがって、バッチ・モードで予備混合して使用
することができる。もっと詳しく言えば、これには通常
２種のコーティング成分を十分に混ぜ合せて、その混合
物からガスを抜き、ゲル化と硬化を遅らせるため低温に
保ちながら混合物を塗布することを含む。
ック・コポリマーを、溶剤を使用せずに、加熱溶解コー
ティングもしくは溶融押出し技術によって塗布できるの
は勿論である。この方法は、通常、比較的厚いポリイミ
ド・コーティングが必要な場合に使用することが望まし
いであろう。ファイバに塗布するためのコータに供給す
る二液性シリコーン・ポリマーは、必要なら、普通のや
り方にしたがって、バッチ・モードで予備混合して使用
することができる。もっと詳しく言えば、これには通常
２種のコーティング成分を十分に混ぜ合せて、その混合
物からガスを抜き、ゲル化と硬化を遅らせるため低温に
保ちながら混合物を塗布することを含む。
【００３４】大量生産のためには、別の望ましい方法と
して本発明によるオンライン二液性コーティング法があ
る。この方法は、使用する二液性シリコーン・ポリマー
の混合とファイバ・コータへの直接供給とをオンライン
で連続して行うものである。混合と供給の連続作業の速
度は、ファイバへのポリマーの塗布速度によって直接コ
ントロールされる。
して本発明によるオンライン二液性コーティング法があ
る。この方法は、使用する二液性シリコーン・ポリマー
の混合とファイバ・コータへの直接供給とをオンライン
で連続して行うものである。混合と供給の連続作業の速
度は、ファイバへのポリマーの塗布速度によって直接コ
ントロールされる。
【００３５】上述したように、本発明のオンライン・コ
ーティング方法により、ファイバが溶融ガラスもしくは
プリフォームから線引きされている間およびファイバが
何らかの硬い表面に当る前に、ファイバの表面に重合性
コーティング液を塗布して光ファイバに保護ポリマー・
コーティングを行うことができる。上記重合性コーティ
ング液は、固体のコーティングを形成するために結合で
きる少なくとも第１と第２の液体成分の混合物である。
これらの液体成分は、ファイバが線引きされ、ファイバ
表面への重合性コーティングの塗布速度に対応する速度
で、重合性コーティング液を液体コータに連続的に供給
されている間、重合性コーティング液を形成するため連
続的に結合され、混合される。
ーティング方法により、ファイバが溶融ガラスもしくは
プリフォームから線引きされている間およびファイバが
何らかの硬い表面に当る前に、ファイバの表面に重合性
コーティング液を塗布して光ファイバに保護ポリマー・
コーティングを行うことができる。上記重合性コーティ
ング液は、固体のコーティングを形成するために結合で
きる少なくとも第１と第２の液体成分の混合物である。
これらの液体成分は、ファイバが線引きされ、ファイバ
表面への重合性コーティングの塗布速度に対応する速度
で、重合性コーティング液を液体コータに連続的に供給
されている間、重合性コーティング液を形成するため連
続的に結合され、混合される。
【００３６】光ファイバのコーティングに有用な種類の
シリコーン系あるいは同様の二液性コーティング・シス
テムの場合、第１と第２の液体成分は互いに反応し合い
固体ポリマーを形成する。この場合の反応は、通常、塗
布後の加熱によって促進される。第１と第２の液体成分
を混合してコータへ重合性コーティング液として供給す
る速度は、重合性コーティング液の光ファイバに対する
実際の、あるいは計算された速度に対応する少なくとも
１つの電子フィードバック信号によってコントロールさ
れることが望ましい。
シリコーン系あるいは同様の二液性コーティング・シス
テムの場合、第１と第２の液体成分は互いに反応し合い
固体ポリマーを形成する。この場合の反応は、通常、塗
布後の加熱によって促進される。第１と第２の液体成分
を混合してコータへ重合性コーティング液として供給す
る速度は、重合性コーティング液の光ファイバに対する
実際の、あるいは計算された速度に対応する少なくとも
１つの電子フィードバック信号によってコントロールさ
れることが望ましい。
【００３７】最も望ましい仕方では、液体塗布に使用さ
れるコータは、液体の圧力コーティング・ダイを備えて
おり、電子フィードバック信号は圧力コーティング・ダ
イ内の重合性コーティング液の圧力にもとづいている信
号である。あるいは、コータが重合性コーティング液の
貯留槽を備えていてもよく、電子フィードバック信号が
貯留槽に入った重合性コーティング液の液面の高さにも
とづくものであってもよい。
れるコータは、液体の圧力コーティング・ダイを備えて
おり、電子フィードバック信号は圧力コーティング・ダ
イ内の重合性コーティング液の圧力にもとづいている信
号である。あるいは、コータが重合性コーティング液の
貯留槽を備えていてもよく、電子フィードバック信号が
貯留槽に入った重合性コーティング液の液面の高さにも
とづくものであってもよい。
【００３８】後者の方法による光ファイバの二液オンラ
イン・コーティングの装置は、図２に概略的に示されて
いる。図２に示されているように、選択された二液性シ
リコーン・ポリマー・システムの液体パートＡが貯留槽
１０から汲み出され、供給ライン１２を通り、精密容積
式流量調節ポンプに入り、ポンプ１４から導管１６を通
って、入口３０からスタティック混合機へ入る。
イン・コーティングの装置は、図２に概略的に示されて
いる。図２に示されているように、選択された二液性シ
リコーン・ポリマー・システムの液体パートＡが貯留槽
１０から汲み出され、供給ライン１２を通り、精密容積
式流量調節ポンプに入り、ポンプ１４から導管１６を通
って、入口３０からスタティック混合機へ入る。
【００３９】スタティック混合機３２を作動させると、
シリコーン・ポリマー・システムのパートＡとパートＢ
が混合されて、反応性の液体混合物が形成され、この混
合物は混合機出口管３４を通ってコータ４０（液体コー
ティング・ダイ）に達する。液体混合物は、液体コーテ
ィングを行った光ファイバ３をつくるためガラス・プリ
フォーム１から線引きされた光ファイバ２に塗布され
る。そのあと、液体コーティングされた光ファイバは炉
を通され、液体コーティングは加熱硬化によりシリコー
ン・ポリマーをコーティングしたファイバ４が得られ
る。
シリコーン・ポリマー・システムのパートＡとパートＢ
が混合されて、反応性の液体混合物が形成され、この混
合物は混合機出口管３４を通ってコータ４０（液体コー
ティング・ダイ）に達する。液体混合物は、液体コーテ
ィングを行った光ファイバ３をつくるためガラス・プリ
フォーム１から線引きされた光ファイバ２に塗布され
る。そのあと、液体コーティングされた光ファイバは炉
を通され、液体コーティングは加熱硬化によりシリコー
ン・ポリマーをコーティングしたファイバ４が得られ
る。
【００４０】反応性液体混合物の混合とコータ４０への
供給速度は、コータ４０に取付けた圧力変換器から出さ
れるフィードバック信号によってコントロールされる。
上記混合物がファイバへの塗布によって少なくなると、
コータ４０内の圧力低下を変換器４２が検出し、フィー
ドバック信号は、信号ライン４４を通って、プログラマ
ブル電子流量コントローラ５０、例えばＰＩＤコントロ
ーラへ送られる。流量調節ポンプ１４から出る液体流量
信号は信号ライン４６を通ってコントローラ５０へ入力
される。信号ライン４４と４６に現われたフィードバッ
ク信号にもとづいて、流量コントローラ５０は、流量調
節ポンプに取付けた、図示しないモータ・ドライブをコ
ントロールするため、コントロール信号をコントロール
・ライン５２を通して上記ポンプへ伝える。こうしてポ
ンプを通ってスタティック混合機３２へ送られるパート
Ａの液体の流量をコントロールする。このようにして、
圧力変換器４２からの入力信号に対応するコータ４０内
の選択された液体圧力を保つことができる。
供給速度は、コータ４０に取付けた圧力変換器から出さ
れるフィードバック信号によってコントロールされる。
上記混合物がファイバへの塗布によって少なくなると、
コータ４０内の圧力低下を変換器４２が検出し、フィー
ドバック信号は、信号ライン４４を通って、プログラマ
ブル電子流量コントローラ５０、例えばＰＩＤコントロ
ーラへ送られる。流量調節ポンプ１４から出る液体流量
信号は信号ライン４６を通ってコントローラ５０へ入力
される。信号ライン４４と４６に現われたフィードバッ
ク信号にもとづいて、流量コントローラ５０は、流量調
節ポンプに取付けた、図示しないモータ・ドライブをコ
ントロールするため、コントロール信号をコントロール
・ライン５２を通して上記ポンプへ伝える。こうしてポ
ンプを通ってスタティック混合機３２へ送られるパート
Ａの液体の流量をコントロールする。このようにして、
圧力変換器４２からの入力信号に対応するコータ４０内
の選択された液体圧力を保つことができる。
【００４１】混合機に対するパートＢ液体の流量もフィ
ードバック信号でコントロールされる。これらのフィー
ドバック信号は、流量調節ポンプ２４をコントロールす
るため流量コントローラ６０に入力される。しかし、こ
の場合の望ましいフィードバック信号はパートＡ液体成
分用コントローラ５０から信号ライン５４を通してコン
トローラ６０へ伝えられる。いかなるポリマー・システ
ムについても、パートＡとパートＢの液体の相対的な割
合は決っているので、パートＢ成分の流量はパートＡ成
分の流量によって極めて容易にコントロールできる。あ
るいは信号ライン４４上のコータ圧力フィードバック信
号を直接コントローラ６０に加えることも勿論できる。
ードバック信号でコントロールされる。これらのフィー
ドバック信号は、流量調節ポンプ２４をコントロールす
るため流量コントローラ６０に入力される。しかし、こ
の場合の望ましいフィードバック信号はパートＡ液体成
分用コントローラ５０から信号ライン５４を通してコン
トローラ６０へ伝えられる。いかなるポリマー・システ
ムについても、パートＡとパートＢの液体の相対的な割
合は決っているので、パートＢ成分の流量はパートＡ成
分の流量によって極めて容易にコントロールできる。あ
るいは信号ライン４４上のコータ圧力フィードバック信
号を直接コントローラ６０に加えることも勿論できる。
【００４２】コントローラ５０からのライン５４上のフ
ィードバック信号の他に、コントローラ６０は、流量調
節ポンプ２４を通るパートＢ液体の流量に比例する流量
調節ポンプ２４からのライン５６上のフィードバック信
号を受取る。これらの信号に応じて、コントローラ６０
からの出力信号６２は流量調節ポンプ２４に受取られた
図示しないモータ・ドライブをコントロールする。この
ようにして、混合機に対するパートＢ液体の流量がコン
トロールされる。
ィードバック信号の他に、コントローラ６０は、流量調
節ポンプ２４を通るパートＢ液体の流量に比例する流量
調節ポンプ２４からのライン５６上のフィードバック信
号を受取る。これらの信号に応じて、コントローラ６０
からの出力信号６２は流量調節ポンプ２４に受取られた
図示しないモータ・ドライブをコントロールする。この
ようにして、混合機に対するパートＢ液体の流量がコン
トロールされる。
【００４３】混合機とその中にある液体の温度をコント
ロールできるように、スタティック混合機３２にジャケ
ットを取付けることが望ましい。図２の装置では、水の
ような温度調節流体を投入管および排出管の双方を経て
ジャケット内を通過させることができる。またよく知ら
れているように、コータ４０内の液体混合物の温度をジ
ャケットを取付けたり、コーティング・ダイ本体に直接
通した図示しない管を配設することによってコントロー
ルすることができる。このような方法は、温度調節流体
を流すのに有用である。
ロールできるように、スタティック混合機３２にジャケ
ットを取付けることが望ましい。図２の装置では、水の
ような温度調節流体を投入管および排出管の双方を経て
ジャケット内を通過させることができる。またよく知ら
れているように、コータ４０内の液体混合物の温度をジ
ャケットを取付けたり、コーティング・ダイ本体に直接
通した図示しない管を配設することによってコントロー
ルすることができる。このような方法は、温度調節流体
を流すのに有用である。
【００４４】液体ポリマー・コーティングを硬化させる
ための炉７０の運転中には、パージガス入口７２と出口
７４は有用であろう。これらの開口部は、炉７０を洗浄
し、かつ／または炉中に調節された硬化雰囲気を保つの
に便利な手段となる。ヘリウムは、硬化を早めるためシ
リコーン・コーティングへ熱を伝えるのに役立つ調節さ
れた雰囲気の一例である。
ための炉７０の運転中には、パージガス入口７２と出口
７４は有用であろう。これらの開口部は、炉７０を洗浄
し、かつ／または炉中に調節された硬化雰囲気を保つの
に便利な手段となる。ヘリウムは、硬化を早めるためシ
リコーン・コーティングへ熱を伝えるのに役立つ調節さ
れた雰囲気の一例である。
【００４５】勿論、上述したことは、光ファイバにシリ
コーン・コーティングを塗布する商業的に望ましいひと
つの方法である。代りに、シリコーンを調整し、塗布す
るための通常のバッチ方法を含むその他の塗布技術を使
用できることも当然である。上述したように、シリコー
ン・コーティングを施した後、およびシリコーン・コー
ティングが何か他の物に当る前にブロック・コポリマー
・オーバコーティングを直ちに施す必要がある場合、シ
リコーン・コーティングを施したファイバを冷却するこ
とは重要である。この冷却を行わなければ、オーバコー
ティングの塗布が一層困難になり、コーティングのしわ
という形で外観上の欠陥が現われて来る。技術上よく知
られているファイバ冷却装置を利用することによって十
分な冷却を容易に行うことができる。
コーン・コーティングを塗布する商業的に望ましいひと
つの方法である。代りに、シリコーンを調整し、塗布す
るための通常のバッチ方法を含むその他の塗布技術を使
用できることも当然である。上述したように、シリコー
ン・コーティングを施した後、およびシリコーン・コー
ティングが何か他の物に当る前にブロック・コポリマー
・オーバコーティングを直ちに施す必要がある場合、シ
リコーン・コーティングを施したファイバを冷却するこ
とは重要である。この冷却を行わなければ、オーバコー
ティングの塗布が一層困難になり、コーティングのしわ
という形で外観上の欠陥が現われて来る。技術上よく知
られているファイバ冷却装置を利用することによって十
分な冷却を容易に行うことができる。
【００４６】シリコーン・アンダーコーティングに必要
な化学的硬化方法とは対照的に、ブロック・コポリマー
・オーバコーティングの硬化法は単なる溶剤の気化であ
る。この気化は強制的ガス硬化炉中で最も容易に行われ
る。ガス流量と炉温度とが適切にバランスしていれば、
外観的に安定したコーティングを行うのに役立つ。気化
の初期においては、低温加熱と高いガス流量が望まし
い。高いガス流量は、コーティング界面から気相の溶剤
分子を物理的に除去するのに役立つ。こうすることによ
って気化工程を進行させる非平衡状態を効果的に維持さ
れる。
な化学的硬化方法とは対照的に、ブロック・コポリマー
・オーバコーティングの硬化法は単なる溶剤の気化であ
る。この気化は強制的ガス硬化炉中で最も容易に行われ
る。ガス流量と炉温度とが適切にバランスしていれば、
外観的に安定したコーティングを行うのに役立つ。気化
の初期においては、低温加熱と高いガス流量が望まし
い。高いガス流量は、コーティング界面から気相の溶剤
分子を物理的に除去するのに役立つ。こうすることによ
って気化工程を進行させる非平衡状態を効果的に維持さ
れる。
【００４７】気化の終りの段階では、加熱を強めること
で、コーティング中に入っている溶剤分子に速やかに膜
を通って気化が起るように、コーティングとガスの界面
に移動する駆動エネルギーを与える。しかし、オーバヒ
ートは溶剤分子がガスとコーティングとの界面でよりも
コーティングの中で気相に変ることになるので避けるべ
きである。オーバヒートでコーティング内にピンホール
やふくれのような欠陥ができる可能性がある。
で、コーティング中に入っている溶剤分子に速やかに膜
を通って気化が起るように、コーティングとガスの界面
に移動する駆動エネルギーを与える。しかし、オーバヒ
ートは溶剤分子がガスとコーティングとの界面でよりも
コーティングの中で気相に変ることになるので避けるべ
きである。オーバヒートでコーティング内にピンホール
やふくれのような欠陥ができる可能性がある。
【００４８】本発明は次の実施例によって一層明瞭に理
解されよう。ある（Ａ）熱硬化型二液性シリコーン・エ
ラストマーを光ファイバに対する下塗りコーティングと
して塗布するために選択される。使用するシリコーン
は、シリカ水素化物硬化アルケンであり、ミシガン州、
ミドランドのダウ・コーニング社が販売しているSylgar
d（商標）１８４シリコーン・エラストマーシステムを
使用する。
解されよう。ある（Ａ）熱硬化型二液性シリコーン・エ
ラストマーを光ファイバに対する下塗りコーティングと
して塗布するために選択される。使用するシリコーン
は、シリカ水素化物硬化アルケンであり、ミシガン州、
ミドランドのダウ・コーニング社が販売しているSylgar
d（商標）１８４シリコーン・エラストマーシステムを
使用する。
【００４９】コーティングを行う光ファイバは高い屈折
率のガラス・コアと、コアよりも屈折率がやや低いガラ
ス・クラッドと、クラッドの上に設けられており、次に
塗布されるシリコーン・コーティングからファイバ・ク
ラッドを光学的に切り離すための比較的高い屈折率を持
つ薄い外側のガラス層とを有する。光ファイバは、約１
２５ミクロンの外径を有する。光ファイバを形成するこ
れらのガラスはすべて溶融シリカもしくはドープされた
溶融シリカであり、上記の薄い外側のガラス層は、Ｔｉ
Ｏ2をドープした溶融シリカ・ガラスで形成されてい
る。
率のガラス・コアと、コアよりも屈折率がやや低いガラ
ス・クラッドと、クラッドの上に設けられており、次に
塗布されるシリコーン・コーティングからファイバ・ク
ラッドを光学的に切り離すための比較的高い屈折率を持
つ薄い外側のガラス層とを有する。光ファイバは、約１
２５ミクロンの外径を有する。光ファイバを形成するこ
れらのガラスはすべて溶融シリカもしくはドープされた
溶融シリカであり、上記の薄い外側のガラス層は、Ｔｉ
Ｏ2をドープした溶融シリカ・ガラスで形成されてい
る。
【００５０】線引きされているこの光ファイバに二液性
シリコーン・エラストマー・コーティングを塗布するた
め、前述し、かつ図２に示したコーティング装置を使用
する。図２によれば、樹脂パートＡは供給ライン１２を
通して上記の装置に送られる。一方、硬化剤パートＢは
供給ライン２２を通して上記装置へ送られる。ファイバ
のコーティング工程において、パートＡ成分とパートＢ
成分の混合物の温度を約２５℃に保つためスタティック
混合機３２のジャケットを通し、かつコータ４０の本体
中の管を通して冷却液を供給する。流量調節ポンプ１
４、２４のポンピング速度を調節し、硬化したシリコー
ン・コーテッド・ファイバの外径が約２３０ミクロンに
するため、ファイバ表面上に５０ミクロンを幾分越す厚
さの液体コーティングを行うのに十分なスタティック混
合機３２とコータ４０における流量を設定する。
シリコーン・エラストマー・コーティングを塗布するた
め、前述し、かつ図２に示したコーティング装置を使用
する。図２によれば、樹脂パートＡは供給ライン１２を
通して上記の装置に送られる。一方、硬化剤パートＢは
供給ライン２２を通して上記装置へ送られる。ファイバ
のコーティング工程において、パートＡ成分とパートＢ
成分の混合物の温度を約２５℃に保つためスタティック
混合機３２のジャケットを通し、かつコータ４０の本体
中の管を通して冷却液を供給する。流量調節ポンプ１
４、２４のポンピング速度を調節し、硬化したシリコー
ン・コーテッド・ファイバの外径が約２３０ミクロンに
するため、ファイバ表面上に５０ミクロンを幾分越す厚
さの液体コーティングを行うのに十分なスタティック混
合機３２とコータ４０における流量を設定する。
【００５１】このようにして液体コーティングを行った
ファイバを約５００℃の温度に保たれた、へリウムの雰
囲気を有する硬化炉を通す。これらの条件により、ファ
イバが炉から出る時シリコーン・ポリマー・コーティン
グを完全に硬化させることができる。炉から出た後、シ
リコーン・コーテッド・ファイバを図示されていない通
常の光ファイバ冷却管を通す。このようにすることによ
って、シリコーン被覆ファイバの表面温度を、次に塗布
するシリコーン・ポリイミド・コーティングの温度ま
で、この場合には約２５℃まで下げることができる。
ファイバを約５００℃の温度に保たれた、へリウムの雰
囲気を有する硬化炉を通す。これらの条件により、ファ
イバが炉から出る時シリコーン・ポリマー・コーティン
グを完全に硬化させることができる。炉から出た後、シ
リコーン・コーテッド・ファイバを図示されていない通
常の光ファイバ冷却管を通す。このようにすることによ
って、シリコーン被覆ファイバの表面温度を、次に塗布
するシリコーン・ポリイミド・コーティングの温度ま
で、この場合には約２５℃まで下げることができる。
【００５２】シリコーン被覆ファイバに対するシリコー
ン・ポリイミド・コポリマー・オーバコーティングの塗
布は、通常の液体コーティング装置によって行うことが
できる。この装置は、シリコーン被覆ファイバが冷却管
を出た後、直ちにシリコーン・コーティングの上に第２
のコーティングを塗布できるように、冷却管のすぐ下に
配設される。コータ４０と同様に、ブロック・コポリマ
ーコータも米国特許第4,531,959号に示された種類のコ
ーティング・ダイ・アセンブリである。
ン・ポリイミド・コポリマー・オーバコーティングの塗
布は、通常の液体コーティング装置によって行うことが
できる。この装置は、シリコーン被覆ファイバが冷却管
を出た後、直ちにシリコーン・コーティングの上に第２
のコーティングを塗布できるように、冷却管のすぐ下に
配設される。コータ４０と同様に、ブロック・コポリマ
ーコータも米国特許第4,531,959号に示された種類のコ
ーティング・ダイ・アセンブリである。
【００５３】使用されるシリコーン・ポリイミド・ブロ
ック・コポリマーはニューヨーク州・ウォータフォード
のジェネラル・エレクトリック社が販売しているSiltem
（商標）コポリマー ８７−７３である。このポリマー
は稀釈されていない固体樹脂として販売されている。フ
ァイバへの塗布を容易にするため、上記樹脂をトルエン
で溶解し、重量百分比で約１０％樹脂、９０％トルエン
からなる樹脂溶液を得る。この溶液をシリコーン系コー
ティングの上に、コータによって約１０ミクロンの厚さ
の硬化コーティングをほどこすのに十分な樹脂溶液流量
でファイバに塗布する。
ック・コポリマーはニューヨーク州・ウォータフォード
のジェネラル・エレクトリック社が販売しているSiltem
（商標）コポリマー ８７−７３である。このポリマー
は稀釈されていない固体樹脂として販売されている。フ
ァイバへの塗布を容易にするため、上記樹脂をトルエン
で溶解し、重量百分比で約１０％樹脂、９０％トルエン
からなる樹脂溶液を得る。この溶液をシリコーン系コー
ティングの上に、コータによって約１０ミクロンの厚さ
の硬化コーティングをほどこすのに十分な樹脂溶液流量
でファイバに塗布する。
【００５４】液体コーティングを塗布した光ファイバは
溶剤を除去し、コーティングを硬化させるため強制ガス
硬化炉に挿入される。この炉は、１５０℃の温度に保た
れ、溶剤の気化を促進するため１０リットル／分でへリ
ウムガスを流している上部領域を有している。上部領域
を通った後、ファイバはへリウムの雰囲気を有し、約６
００℃に保たれている炉内上部領域を通る。この加熱に
より、ファイバ上のブロック・コポリマー・コーティン
グに十分硬化される。
溶剤を除去し、コーティングを硬化させるため強制ガス
硬化炉に挿入される。この炉は、１５０℃の温度に保た
れ、溶剤の気化を促進するため１０リットル／分でへリ
ウムガスを流している上部領域を有している。上部領域
を通った後、ファイバはへリウムの雰囲気を有し、約６
００℃に保たれている炉内上部領域を通る。この加熱に
より、ファイバ上のブロック・コポリマー・コーティン
グに十分硬化される。
【００５５】炉から出た後、ファイバは最終的にドラム
に巻き取られ、その特性をテストされる。ファイバは、
すぐれた熱劣化耐性を示すと同時に、光通信システムに
おいてファイバが正常な働きをするのに必要な曲がりに
よる損失に対する抵抗と、クラッドによる光伝播抵抗の
如きすべての光学的特性を維持している。さらに、組合
せコーティングは、ねばねばした性状を有さず、光ファ
イバのテスト及びケーブル化、その他コーティングした
光ファイバが従来から受けて来ている製造後の処理を行
うために巻戻しができるようなその他の物理的特性およ
び取扱い特性を示す。
に巻き取られ、その特性をテストされる。ファイバは、
すぐれた熱劣化耐性を示すと同時に、光通信システムに
おいてファイバが正常な働きをするのに必要な曲がりに
よる損失に対する抵抗と、クラッドによる光伝播抵抗の
如きすべての光学的特性を維持している。さらに、組合
せコーティングは、ねばねばした性状を有さず、光ファ
イバのテスト及びケーブル化、その他コーティングした
光ファイバが従来から受けて来ている製造後の処理を行
うために巻戻しができるようなその他の物理的特性およ
び取扱い特性を示す。
【００５６】勿論、上記の実施例および説明は、この発
明の実施において使用する現在望ましい組成および手順
を示すためだけを目的としたものであり、付記した特許
請求の範囲内において当業者によって本明細書に特に述
べられた材料および技術にさまざまの改良および変更を
行うことは可能である。
明の実施において使用する現在望ましい組成および手順
を示すためだけを目的としたものであり、付記した特許
請求の範囲内において当業者によって本明細書に特に述
べられた材料および技術にさまざまの改良および変更を
行うことは可能である。
【図１】本発明による組合せコーティングをほどこした
光ファイバを概略した断面図である。（正しい比率ある
いは縮尺で示したものではない。）
光ファイバを概略した断面図である。（正しい比率ある
いは縮尺で示したものではない。）
【図２】本発明によるシリコーン・コーティングを光フ
ァイバに塗布するのに有用な装置を概略したブロック図
である。
ァイバに塗布するのに有用な装置を概略したブロック図
である。
４ 光ファイバ ５ ガラス・コア ６ ガラス・クラッド ６ａ 高屈折率ガラス層 ７ シリコーン層 ８ シリコーン・ポリイミド・ブロック・コポリマ
ー・カバー層 10 樹脂貯留槽 12 供給ライン 14 流量調節ポンプ 20 硬化剤貯留槽 23 流量調節ポンプ 32 混合機 40 コータ 42 圧力変換器 44、46 信号ライン 50 コントローラ 60 流量コントローラ 70 炉 72 パージガス入口 74 パージガス出口
ー・カバー層 10 樹脂貯留槽 12 供給ライン 14 流量調節ポンプ 20 硬化剤貯留槽 23 流量調節ポンプ 32 混合機 40 コータ 42 圧力変換器 44、46 信号ライン 50 コントローラ 60 流量コントローラ 70 炉 72 パージガス入口 74 パージガス出口
フロントページの続き (72)発明者 エリック ヘクター ウルッティ アメリカ合衆国ニューヨーク州コーニン グ、イースト ファースト ストリート 86 (56)参考文献 特開 昭56−69238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−88038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−148347（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−41038（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 25/10 G02B 6/44 301 G02B 6/44 331
Claims (12)
- 【請求項１】 光ファイバに保護ポリマー・コーティン
グを行う方法であって、ファイバが溶融ガラスもしくは
ガラス・プリフォームから線引きされて、前記ファイバ
が何らかの固体表面に接触する前に、結合しうる少なく
とも第１と第２の液体成分の混合物からなる重合性コー
ティング液を、液体コータによって前記ファイバの表面
に供給して固体のコーティングを形成する方法であっ
て、 前記ファイバが線引きされている間に、前記第１と第２
の液体成分を各々の供給速度にて供給しつつ混合して前
記重合性コーティング液を形成するステップと、 前記重合性コーティング液を前記ファイバの表面に供給
する実速度に常に対応して、前記供給速度の各々を個別
に制御するステップと、を有することを特徴とする光フ
ァイバに保護ポリマー・コーティングを行う方法。 - 【請求項２】 前記第１と第２の液体成分がたがいに反
応し合って固体のポリマー・コーティングを形成するこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記第１と第２の液体成分が重合性コー
ティング液としてコータに供給される速度は、重合性コ
ーティング液を光ファイバに供給する実速度もしくは計
算された速度に対応する少なくとも１つの電子フィード
バック信号によってコントロールされることを特徴とす
る請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記コータは、液体圧力コーティング・
ダイを有し、前記電子フィードバック信号は、前記圧力
コーティング・ダイの中の前記重合性コーティング液の
圧力にもとづく信号であることを特徴とする請求項３記
載の方法。 - 【請求項５】 前記コータは、重合性コーティング液の
貯留槽を有し、前記電子フィードバック信号は、前記貯
留槽内の前記重合性コーティング液の液面の高さにもと
づく信号であることを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 光ファイバに保護ポリマー・コーティン
グをコーティングする方法であって、 ａ） 第１と第２の液体を個々の管路を通して各々の供
給速度にてスタティックミキサーに供給しつつ混合して
重合性コーティング液を形成するステップと、 ｂ） 前記重合性コーティング液を前記スタティックミ
キサーから液体コータに搬送するステップと、 ｃ） 前記光ファイバを前記液体コータを通して線引き
しながら前記重合性コーティング液を前記光ファイバに
供給するステップと、からなり、前記供給速度の各々
は、前記重合性コーティング液を前記ファイバの表面に
供給する実速度に常に対応して個別に制御されることを
特徴とする方法。 - 【請求項７】 前記重合性コーティング液を前記光ファ
イバに供給する実速度に対応する速度で第１と第２の液
体を連続的に混合するステップからさらになることを特
徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記重合性コーティング液の温度を制御
するステップからさらになることを特徴とする請求項６
記載の方法。 - 【請求項９】 ミキサーを通って冷却流を通過させて前
記重合性コーティング液を冷却するステップからなるこ
とを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第１の液体はシリコーン・ポリマ
ー材料であって、前記第２の液体は前記シリコーン・ポ
リマー材料と反応することを特徴とする請求項６記載の
方法。 - 【請求項１１】 前記光ファイバを硬化温度まで加熱し
て固体のポリマー・コーティングをなすコーテッド光フ
ァイバを形成するステップからさらになることを特徴と
する請求項６記載の方法。 - 【請求項１２】 前記光ファイバにシリコーン・ポリイ
ミド・ブロック・コポリマー外被層をコーティングする
ステップからさらになることを特徴とする請求項１１記
載の方法。
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