JP5927170B2

JP5927170B2 - 光ファイバ素線の製造方法

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Publication number: JP5927170B2
Application number: JP2013263716A
Authority: JP
Inventors: 友也市毛
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2016-05-25
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Also published as: JP2015120606A

Description

本発明は、光ファイバ裸線の外周面上に変形が抑制された被覆層を備えた光ファイバ素線の製造方法に関する。

一般的に、石英ガラス系の光ファイバ素線の製造装置としては、図５に示すような装置が広く使用されている。この製造装置９は、石英系ガラスからなる光ファイバ母材８を加熱溶融させるための紡糸用加熱炉１１と、紡糸用加熱炉１１から下方に向けて線状に引き出された光ファイバ裸線７を強制冷却するための第一の冷却装置１２Ａと、冷却された光ファイバ裸線７に対して、保護被覆層となる第一の樹脂組成物を塗布するための第一の塗布装置（コーティング装置）１３Ａと、この塗布された第一の樹脂組成物を硬化させて第一の被覆層を形成するための第一の硬化装置１４Ａと、前記第一の被覆層上にさらに保護被覆層となる第二の樹脂組成物を塗布するための第二の塗布装置（コーティング装置）１３Ｂと、この塗布された樹脂組成物を硬化させて第二の被覆層を形成するための第二の硬化装置１４Ｂと、第一及び第二の被覆層が積層され、形成された光ファイバ素線６を引き取るための引取装置１６とを備えて、概略構成されている。符号１５はターンプーリを示す。なお、ここでは、製造装置として、さらに第一の硬化装置１４Ａと第二の塗布装置１３Ｂとの間に、第二の冷却装置１２Ｂが設けられ、第一の被覆層を形成した光ファイバ裸線７を強制冷却できるように構成された例を示しているが、第二の冷却装置１２Ｂは省略可能な場合もある。

光ファイバ素線は、光ファイバ素線製造装置９を用いて、以下のように製造される。
まず、光ファイバ裸線７の原料となる光ファイバ母材（石英系ガラス母材）８を紡糸用加熱炉１１において２０００℃以上の高温に加熱して溶融させ、紡糸用加熱炉１１の下部から、高温状態で光ファイバ裸線７として伸長させながら下方に引き出し、この光ファイバ裸線７を、樹脂組成物の塗布が可能となる温度まで第一の冷却装置１２Ａにより冷却する。
次いで、第一の塗布装置（コーティング装置）１３Ａにおいて、所定の温度まで冷却された光ファイバ裸線７の外周面上に第一の樹脂組成物を塗布し、第一の硬化装置１４Ａにおいて、この塗布された第一の樹脂組成物を、その種類に応じて加熱硬化又は光硬化等の硬化方法により硬化させて、第一の被覆層を形成する。
次いで、必要に応じて、第一の被覆層を形成した光ファイバ裸線７を第二の冷却装置１２Ｂにより強制冷却した後、第二の塗布装置（コーティング装置）１３Ｂにおいて、第一の被覆層上に第二の樹脂組成物を塗布し、第二の硬化装置１４Ｂにおいて、この塗布された第二の樹脂組成物を、その種類に応じて加熱硬化又は光硬化等の硬化方法により硬化させて、第二の被覆層を形成し、被覆層が積層された光ファイバ素線６とする。得られた光ファイバ素線６は、ターンプーリ１５を経て引取装置１６によって所定速度で引き取られる。

なお、ここでは当該分野で汎用される、二層の被覆層を備えた光ファイバ素線の製造法方法について説明した。このような光ファイバ素線では、第一の被覆層は外圧に対する緩衝層として作用し、相対的に柔らかい樹脂層で構成される。そして、第二の被覆層は、物体との接触等による物理的な損傷を抑制する保護層として作用し、相対的に硬い樹脂層で構成される。二層以外の保護被覆層を備えた光ファイバ素線を製造する場合には、例えば、その層数と同じ数の塗布装置及び硬化装置の組み合わせを備えた製造装置を用いる等して、その層数と同じ回数だけ樹脂組成物の塗布及び硬化を行えばよい。

ところで、通信分野で利用される光ファイバでは、被覆層として、例えば、紫外線硬化されてなるウレタンアクリレート樹脂を主成分とするものが使用される。これに対して、より高強度の光の伝搬が必要なファイバレーザやファイバアンプ等で利用される光ファイバの被覆層には、光透過性及び耐熱性に優れるシリコーン樹脂が使用されることがある（例えば、特許文献１参照）。これは、例えば、光ファイバの融着点でクラッド側に漏れた光を被覆層が吸収して発熱し、この発熱に伴って高温となった被覆層の光吸収係数が上昇することで、被覆層がさらに光を吸収するという過程を繰り返し、最終的に被覆層が損傷することを抑制するためである。

特開２０１３−４１０６０号公報

しかし、シリコーン樹脂は通常、そのモノマー成分を含有するシリコーン樹脂組成物を熱硬化して形成されるが、ウレタンアクリレート樹脂組成物のような紫外線（光）硬化するものとは、その硬化方法の違いに基づいて、硬化の過程で異なる挙動を示すことがある。具体的には、光ファイバ裸線等に塗布された熱硬化型樹脂組成物は、塗布直後の段階では、光ファイバ裸線の長手方向において一定の厚さとなっているものの、加熱手段を備えた硬化装置で硬化される段階では、光ファイバ裸線（光ファイバ素線）の長手方向において、樹脂組成物が硬化されてなる被覆層の厚さが変動して、例えば、図６に示すような数珠状になることがある。図６は、従来の数珠状に変形した光ファイバ素線を例示する概略断面図である。ここでは、光ファイバ裸線７の外周面上に、光ファイバ裸線７の長手方向において厚さが変動している被覆層４１が形成されている様子を示している。被覆層４１には、径方向外側に向かって瘤状に凸湾曲する瘤状部（厚さが厚い部分）４１ａが、光ファイバ裸線７の長手方向において繰り返し形成されており、これは換言すると、被覆層４１には、光ファイバ裸線７の長手方向において、径方向内側に狭まる窪み部（厚さが薄い部分）４１ｂが繰り返し形成されているということである。このように被覆層の厚さが変動してしまうのは、完全に硬化させるまでにシリコーン樹脂組成物の厚さが光ファイバ裸線の長手方向において変動してしまうためであると推測される。

このように、シリコーン樹脂組成物等を熱硬化して形成した被覆層は、光ファイバ裸線の長手方向において厚さが変動してしまうという問題点があり、特に被覆層が厚い場合にその傾向が顕著であるという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバ裸線の外周面上に被覆層を備え、光ファイバ裸線の長手方向において前記被覆層の厚さの変動が抑制された光ファイバ素線の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、光ファイバ裸線の外周面上に、熱硬化型シリコーン樹脂組成物及び前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物以外のその他の樹脂組成物をこの順に重ねて塗布し、前記その他の樹脂組成物を硬化させてから前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物を硬化させることにより、前記その他の樹脂組成物から外側被覆層を形成した後、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物から内側被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法において、前記その他の樹脂組成物は、ヤング率が前記内側被覆層のヤング率の２．５倍以上である前記外側被覆層を形成するものであり、前記その他の樹脂組成物の粘度が前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物の粘度よりも小さいことを特徴とする光ファイバ素線の製造方法を提供する。
かかる製造方法によれば、光ファイバ裸線の長手方向において内側被覆層及び外側被覆層の厚さの変動が抑制された光ファイバ素線が得られる。

本発明の光ファイバ素線の製造方法においては、前記その他の樹脂組成物が、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物よりも、同じ硬化条件での硬化速度が速い熱硬化型樹脂組成物であることが好ましい。
前記熱硬化型樹脂組成物が、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物よりも、同じ硬化条件での硬化速度が速いことで、これら樹脂組成物を積層後に、これらの積層構造を同時に加熱した場合であっても、外側被覆層が内側被覆層よりも先に形成され、光ファイバ裸線の長手方向における内側被覆層の厚さの変動が抑制される。
また、前記その他の樹脂組成物として光硬化型樹脂組成物を用いた場合、外側被覆層又はその形成過程にある前記その他の樹脂組成物の硬化物が、熱によって損傷しないように加熱条件を調節して、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物を加熱硬化させ、内側被覆層を形成する必要がある。これに対して、前記その他の樹脂組成物として熱硬化型樹脂組成物を用いた場合には、このような、熱硬化型シリコーン樹脂組成物の加熱硬化時の条件の制約がないという利点を有する。

本発明の光ファイバ素線の製造方法においては、前記その他の樹脂組成物が、光硬化型樹脂組成物であってもよい。
前記その他の樹脂組成物が、光硬化型樹脂組成物である場合、熱硬化型樹脂組成物である場合の上述の硬化速度の制約がないという利点を有する。

本発明の光ファイバ素線の製造方法においては、光ファイバ裸線の外周面上に、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物及びその他の樹脂組成物を同時に塗布することができる。
前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物及びその他の樹脂組成物を同時に塗布することで、これら樹脂組成物間への、異物の混入が抑制される。また、光ファイバ素線の製造装置において、これら樹脂組成物の塗布装置の一体化が可能であり、光ファイバ素線の製造装置の高さを塗布装置が一体化されていない場合よりも低くできるために小型化が可能であり、また、光ファイバ素線の製造装置の高さを塗布装置が一体化されていない場合とは変えずに同等程度とした場合には、冷却能力を向上させることで光ファイバ裸線の線速度を上げることが可能となるため、光ファイバ素線の生産性の向上が可能である。

本発明によれば、光ファイバ裸線の外周面上に被覆層を備え、光ファイバ裸線の長手方向において前記被覆層の厚さの変動が抑制された光ファイバ素線の製造方法が提供される。

本発明に係る製造方法の適用に好適な光ファイバ素線を模式的に例示する断面図である。本発明に係る光ファイバ素線の製造方法を模式的に説明するための断面図である。本発明に係る製造方法への適用に好適な光ファイバ素線の製造装置の一実施形態を例示する概略図である。本発明に係る製造方法への適用に好適な光ファイバ素線の製造装置の他の実施形態を例示する概略図である。従来の光ファイバ素線の製造装置を例示する概略図である。従来の数珠状に変形した光ファイバ素線を例示する概略断面図である。

本発明に係る光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ裸線の外周面上に、熱硬化型シリコーン樹脂組成物及び前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物以外のその他の樹脂組成物（以下、「その他の樹脂組成物」と略記することがある）をこの順に重ねて塗布し、前記その他の樹脂組成物を硬化させてから前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物を硬化させることにより、前記その他の樹脂組成物から外側被覆層を形成した後、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物から内側被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法において、前記その他の樹脂組成物は、ヤング率が前記内側被覆層のヤング率の２．５倍以上である前記外側被覆層を形成するものであり、前記その他の樹脂組成物の粘度が前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物の粘度よりも小さいことを特徴とする。
かかる製造方法によれば、前記その他の樹脂組成物を硬化させてから、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物を硬化させることにより、外側被覆層の形成過程にあるその他の樹脂組成物の硬化物、又はその他の樹脂組成物がすべて硬化されてなる外側被覆層が、熱硬化型シリコーン樹脂組成物が硬化する過程（内側被覆層の形成過程）において、鋳型の役割を果たし、光ファイバ裸線の長手方向において内側被覆層の厚さの変動が抑制される。外側被覆層は内側被覆層よりも厚さの変動抑制が容易であり、外側被覆層の厚さの変動も抑制することで、光ファイバ裸線の長手方向において、被覆層全体で厚さの変動が抑制される。
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る製造方法の適用に好適な光ファイバ素線を模式的に例示する断面図である。
ここに示す光ファイバ素線６は、光ファイバ裸線７の外周面７ａ上に、内側被覆層５１及び外側被覆層５２がこの順に積層されてなる。なお、ここでは光ファイバ素線として、二層の被覆層（内側被覆層５１、外側被覆層５２）を備えたものを示しているが、本発明に係る製造方法は、三層以上の被覆層を備えた光ファイバ素線の製造方法にも適用でき、その場合、内側被覆層５１を第一の被覆層、外側被覆層５２を第二の被覆層と称し、さらに外側の被覆層を、光ファイバ素線の径方向外側へ向けて順次、第三の被覆層、・・・等と称した場合、第一の被覆層及び第二の被覆層の積層に、本発明に係る製造方法を適用できる。

光ファイバ素線６において、内側被覆層５１及び外側被覆層５２は、それぞれ目的に応じて任意の層とすることができる。例えば、上述のように、内側被覆層５１を相対的に柔らかい樹脂層で構成して、外圧に対する緩衝層とし、外側被覆層５２を相対的に硬い樹脂層で構成して、物体との接触等による物理的な損傷を抑制する保護層とすることができる。また、内側被覆層５１及び外側被覆層５２を共に外圧に対する緩衝層とすることもできる。

図２は、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法を模式的に説明するための断面図であり、図１に示す光ファイバ素線６の製造方法に関するものである。
本発明においては、まず、図２（ａ）に示すように、光ファイバ裸線７の外周面７ａ上に、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０をこの順に重ねて塗布し、樹脂組成物の積層構造を形成する。形成直後の積層構造において、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０はいずれも未硬化である。

熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０は、硬化によって内側被覆層５１を形成するためのものである。熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０は、特に限定されず、当該分野で公知のものでよく、ベース樹脂（プレポリマー）又はモノマーである熱硬化型シリコーン樹脂以外に、重合開始剤、溶媒等の他の成分を含有するものが例示でき、前記他の成分は公知のものでよい。熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０としては、市販品を使用してもよい。

熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０に含有される熱硬化型シリコーン樹脂は、硬化後に内側被覆層５１の主たる構成成分となるものである。前記熱硬化型シリコーン樹脂は、特に限定されず、当該分野で公知のものでよく、オルガノポリシロキサン鎖を主鎖とし、ヒドロシリル化反応等で架橋構造を形成し得るものが例示でき、例えば、パーフルオロエーテルポリマー構造を有するシリコーン樹脂等を形成するものを用いることもできる。

その他の樹脂組成物５２０は、硬化によって外側被覆層５２を形成するためのものであり、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０以外のものである。

また、その他の樹脂組成物５２０は、ヤング率が内側被覆層５１のヤング率の２．５倍以上である外側被覆層５２を形成するものである。そして、外側被覆層５２のヤング率は、内側被覆層５１のヤング率の２．６倍以上であることが好ましく、２．７倍以上であることがより好ましい。外側被覆層５２又はその形成過程にあるその他の樹脂組成物５２０の硬化物は、ヤング率の倍率が前記下限値以上であることで、後述する熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の硬化時（内側被覆層５１の形成時）における変形が抑制され、結果的に光ファイバ裸線７の長手方向において、内側被覆層５１の厚さの変動が抑制される。そして、外側被覆層５２のヤング率は、内側被覆層５１のヤング率の１０倍以下であることが好ましく、８倍以下であることがより好ましい。外側被覆層５２のヤング率の倍率が前記上限値以下であることで、外側被覆層５２の形成過程にあるその他の樹脂組成物５２０の硬化物、及び形成後の冷却過程にある外側被覆層５２において、熱圧縮によるマイクロベンド損失の増大を抑制する効果が高くなる。

外側被覆層５２のヤング率は、０．５〜１０ＭＰａであることが好ましく、０．５〜５ＭＰａであることがより好ましい。

また、その他の樹脂組成物５２０の粘度は、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の粘度よりも小さく、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の粘度の０．７倍以下であることが好ましく、０．５倍以下であることがより好ましい。その他の樹脂組成物５２０は、粘度の倍率が前記上限値以下であることで、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０との混合が抑制される効果が高くなる。そして、その他の樹脂組成物５２０の粘度は、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の粘度の０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であることがより好ましい。その他の樹脂組成物５２０は、粘度の倍率が前記下限値以上であることで、塗布がより容易となる。その他の樹脂組成物５２０及び熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０は、同じ条件（温度、圧力等）下でこのような粘度の関係を満たすことが好ましい。

その他の樹脂組成物５２０の粘度は、２０℃において３００〜５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、７００〜２０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。

その他の樹脂組成物５２０は、上述の条件を満たせば特に限定されず、当該分野で公知のものでよく、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０そのものでなければ、熱硬化型樹脂組成物でもよいし、熱硬化型シリコーン樹脂組成物でもよく、光硬化型樹脂組成物でもよい。
ただし、熱硬化型樹脂組成物である場合、その他の樹脂組成物５２０は、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０よりも、同じ硬化条件での硬化速度が速いことが必要である。ここで、「硬化速度が速い」とは、所定の温度で加熱して形成された硬化物（その他の樹脂組成物５２０の場合には外側被覆層５２、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の場合には内側被覆層５１）について、そのヤング率が飽和する（ヤング率が全く又はほぼ変化しなくなる）までに要する時間が短いことを意味する。熱硬化型樹脂組成物であるその他の樹脂組成物５２０が、このような条件を満たすことで、後述するように、たとえ熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０を積層後に、これらの積層構造を同時に加熱した場合であっても、外側被覆層５２が内側被覆層５１よりも先に形成され、光ファイバ裸線７の長手方向における内側被覆層５１の厚さの変動が抑制される。

その他の樹脂組成物５２０としては、ベース樹脂（プレポリマー）若しくはモノマーである熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂（以下、これら樹脂をまとめて「その他の樹脂」と略記することがある）以外に、重合開始剤、溶媒等の他の成分を含有するものが例示でき、前記他の成分は公知のものでよい。その他の樹脂組成物５２０としては、市販品を使用してもよい。

その他の樹脂組成物５２０に含有されるその他の樹脂は、硬化後に外側被覆層５２の主たる構成成分となるものである。前記その他の樹脂のうち、熱硬化型樹脂は、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０に含有される熱硬化型シリコーン樹脂そのものでなければ、熱硬化型シリコーン樹脂でもよく、当該分野で公知のものでよく、特に限定されない。また、前記その他の樹脂のうち、光硬化型樹脂も当該分野で公知のものでよく、特に限定されない。

本工程では、光ファイバ裸線７の外周面７ａ上に、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を塗布してから、塗布された熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０上に、その他の樹脂組成物５２０を塗布することで、前記積層構造を形成できる。これは、その他の樹脂組成物５２０の粘度が、上述のように熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の粘度よりも小さいため、前記積層構造を形成しても、これら組成物同士の混合が抑制されるからである。

本工程では、光ファイバ裸線７の外周面７ａ上に、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０を同時に塗布する（熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０をその他の樹脂組成物５２０と共に同時に塗布する）ことでも、前記積層構造を形成できる。その理由は、上記と同様に、その他の樹脂組成物５２０の粘度が熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の粘度よりも小さいからである。

これら樹脂組成物を同時に塗布するためには、例えば、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を塗布するための第一の塗布装置と、その他の樹脂組成物５２０を塗布するための第二の塗布装置とが一体化され、これら樹脂組成物の積層体が光ファイバ裸線７の外周面７ａ上に積層可能とされたもの等、公知の塗布装置（例えば、「特開２０１２−２５４９１１号公報」に記載の装置等）を用いればよい。このように第一及び第二の塗布装置が一体化された装置を用いた場合には、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０と、その他の樹脂組成物５２０との間への、異物の混入が抑制されたり、光ファイバ素線の製造装置の高さを塗布装置が一体化されていない場合よりも低くできるために小型化が可能であり、また、光ファイバ素線の製造装置の高さを塗布装置が一体化されていない場合とは変えずに同等程度とした場合には、冷却能力を向上させることで光ファイバ裸線７の線速度を上げることが可能となるため、光ファイバ素線６の生産性の向上が可能である。

本工程において、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の塗布時の厚さは、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、２８〜４０μｍであることが好ましく、３０〜３５μｍであることがより好ましい。前記厚さが前記下限値以上であることで、内側被覆層５１を備えている効果がより顕著に得られ、前記厚さが前記上限値以下であることで、内側被覆層５１が過剰な厚さとはならない。

本工程において、その他の樹脂組成物５２０の塗布時の厚さは、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、２０μｍ以上であることが好ましく、２３μｍ以上であることがより好ましい。前記厚さが前記下限値以上であることで、外側被覆層５２を備えている効果がより顕著に得られる。
その他の樹脂組成物５２０の塗布時の厚さの上限値は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、例えば、３５μｍであれば、外側被覆層５２が過剰な厚さとはならない。ただし、その他の樹脂組成物５２０が熱硬化型シリコーン樹脂組成物である場合には、その塗布時の厚さは３０μｍ以下であることが好ましく、２８．５μｍ以下であることがより好ましい。前記厚さが前記上限値以下であることで、光ファイバ裸線７の長手方向における外側被覆層５２の厚さの変動抑制効果が高くなる。

なお、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０は、塗布時の厚さと硬化後の厚さとが、ほぼ又は全く同じとなる。

本発明においては、次いで、図２（ｂ）に示すように、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０は未硬化のまま、その他の樹脂組成物５２０を硬化させる。その他の樹脂組成物５２０の硬化方法は、この樹脂組成物の種類に応じて適宜選択すればよく、この樹脂組成物が熱硬化型である場合には、加熱手段（熱架橋筒）によって加熱すればよく、光硬化型である場合には、光照射手段（光架橋筒）によって紫外線等の適した波長の光を照射すればよい。
ここでは、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０は未硬化のまま、その他の樹脂組成物５２０をすべて硬化させて外側被覆層５２を形成する場合を示しているが、次工程で硬化を開始する段階の熱硬化型シリコーン樹脂組成物の鋳型となり得る程度の強度を有していれば、必ずしもその他の樹脂組成物５２０をすべて硬化させる必要性はない。

本発明においては、次いで、図２（ｃ）に示すように、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を硬化させることにより、内側被覆層５１を形成する。内側被覆層５１は、外側被覆層５２の形成後に形成される。熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０の硬化は、加熱手段による加熱で行えばよい。

前工程において、その他の樹脂組成物５２０として紫外線硬化型樹脂組成物等の光硬化型樹脂組成物を用いて、外側被覆層５２を形成する場合、本工程では、外側被覆層５２又はその形成過程にあるその他の樹脂組成物５２０の硬化物が、熱によって損傷しないように加熱条件を調節して、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を加熱硬化させることが必要である。加熱条件を調節する際は、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を十分に加熱硬化させるために、加熱温度を下げることは望ましくなく、例えば、光ファイバ裸線７を移動させる線速度を調節することが好ましい。ただし、同様に熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を十分に加熱硬化させるために、前記線速度を速くすることも困難となることもある。このような観点からは、その他の樹脂組成物５２０として熱硬化型樹脂組成物を用いることが、制約が少ない点で好ましい。
ただし、その他の樹脂組成物５２０として光硬化型樹脂組成物を用いた場合には、熱硬化型樹脂組成物を用いた場合の、上述の硬化速度の制約がないという利点も有する。

本工程では、外側被覆層５２又はその形成過程にあるその他の樹脂組成物５２０の硬化物が、変形が抑制された鋳型の役割を果たすため、光ファイバ裸線７の長手方向における内側被覆層５１の厚さの変動が抑制される。そして、外側被覆層５２も同様に厚さの変動が抑制される。したがって、内側被覆層５１及び外側被覆層５２が積層されてなる二層構造（被覆層の全体構造）も、光ファイバ裸線７の長手方向における厚さの変動が抑制される。この効果は、特に内側被覆層５１の厚さが厚い場合に顕著となる。

以上により、目的とする被覆構造の光ファイバ素線６が得られるが、外側被覆層５２上に他の層をさらに設ける場合には、次いで公知の方法に従って、前記その他の層を形成すればよい。

図３は、本発明に係る製造方法への適用に好適な光ファイバ素線の製造装置の一実施形態を例示する概略図である。
以下、ここに示す製造装置１を用いて、図１に示す光ファイバ素線６を製造する方法について説明する。

まず、光ファイバ裸線７の原料となる光ファイバ母材（石英系ガラス母材）８を紡糸用加熱炉１１において２０００℃以上の高温に加熱して溶融させ、紡糸用加熱炉１１の下部から、高温状態で光ファイバ裸線７として伸長させながら下方に引き出し、この光ファイバ裸線７を、樹脂組成物の塗布が可能となる温度まで冷却装置１２により冷却する。

以下、上述の方法に従って、内側被覆層５１及び外側被覆層５２を形成する。
第一の塗布装置（コーティング装置）１３Ａにおいて、所定の温度まで冷却された光ファイバ裸線７の外周面７ａ上に熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を塗布し、さらに第二の塗布装置（コーティング装置）１３Ｂにおいて、未硬化のままの熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０上に、その他の樹脂組成物５２０を塗布して、樹脂組成物の積層構造を形成する。
次いで、第一の硬化装置１４Ａにおいて、この積層構造を形成した光ファイバ裸線７のうち、その他の樹脂組成物５２０のみを、その種類に応じた方法で硬化させて、外側被覆層５２の形成を開始する。
次いで、第二の硬化装置１４Ｂにおいて、外側被覆層５２又はその形成過程にあるその他の樹脂組成物５２０の硬化物で被覆された熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０を加熱硬化させて、外側被覆層５２を形成した後に内側被覆層５１を形成して、被覆層が積層された光ファイバ素線６とする。

なお、ここでは、硬化装置として第一の硬化装置１４Ａ及び第二の硬化装置１４Ｂを備えた製造装置を示しているが、硬化装置の配置形態は、その他の樹脂組成物５２０の種類に応じて適宜調節できる。例えば、その他の樹脂組成物５２０が熱硬化型樹脂組成物である場合には、製造装置１は、第一の硬化装置１４Ａ及び第二の硬化装置１４Ｂを別々に備えるのではなく、図４に示すように硬化装置として一つのもの（硬化装置１４、加熱手段を有するもの）のみを備えるものでもよい。このような一つの硬化装置で熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０を同時に加熱しても、その他の樹脂組成物５２０からの外側被覆層５２の形成が、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０からの内側被覆層５１の形成よりも、先に進行する。

また、ここでは、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０を順次塗布する場合について説明したが、先に説明したように、例えば、第一の塗布装置１３Ａ及び第二の塗布装置１３Ｂが一体化された構成の装置等を用いて、熱硬化型シリコーン樹脂組成物５１０及びその他の樹脂組成物５２０を同時に塗布してもよい。

得られた光ファイバ素線６は、ターンプーリ１５を経て引取装置１６によって所定速度で引き取られる。

以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例で用いた熱硬化型シリコーン樹脂組成物及びその他の樹脂組成物は、それぞれ以下のとおりである。
熱硬化型シリコーン樹脂組成物：樹脂組成物（Ａ）（パーフルオロエーテルポリマー構造を有するシリコーン樹脂の組成物、粘度（２０℃）４５００ｍＰａ・ｓ、硬化物のヤング率０．８ＭＰａ、硬化速度「低」）
その他の樹脂組成物：樹脂組成物（Ｂ）（熱硬化型シリコーン樹脂組成物、粘度（２０℃）１６００ｍＰａ・ｓ、硬化物のヤング率２．２ＭＰａ、硬化速度「中」）

［実施例１］
図３に示す製造装置を用いて光ファイバ素線を製造した。
まず、光ファイバ母材（石英系ガラス母材）を直径１２５μｍの光ファイバ裸線に紡糸し、冷却した後、１５ｍ／分の線速度で移動させながら、この光ファイバ裸線の外周面上に樹脂組成物（Ａ）を塗布し、この樹脂組成物（Ａ）を未硬化のまま、その上に、同じ硬化条件での硬化速度が樹脂組成物（Ａ）よりも速い樹脂組成物（Ｂ）を塗布して、光ファイバ裸線上に樹脂組成物の積層構造を形成した。そして、この積層構造を形成した光ファイバ裸線を一つの硬化装置で同時に４００℃で加熱することで、樹脂組成物（Ｂ）を加熱硬化させて外側被覆層を形成した後、樹脂組成物（Ａ）を加熱硬化させて内側被覆層を形成し、被覆層が積層された光ファイバ素線を得た。光ファイバ素線の製造条件の要点を表１に示す。

得られた光ファイバ素線は、内側被覆層の厚さが平均値で３２．５μｍであり、光ファイバ裸線の長手方向において、この平均値に対する変動値は−５〜＋５μｍの範囲に収まっており、厚さの変動値が１０μｍに抑制されていた。外側被覆層の厚さは平均値で２７．５μｍと薄くなっており、内側被覆層の場合と同様に、光ファイバ裸線の長手方向において厚さの変動が抑制されていた。

［実施例２］
樹脂組成物（Ａ）及び（Ｂ）を順次塗布するのに代えて、前記第一及び第二の塗布装置が一体化された構成の装置を用いて、表１に示すように、樹脂組成物（Ａ）及び（Ｂ）を同時に塗布した点以外は、実施例１と同じ方法で光ファイバ素線を製造した。
得られた光ファイバ素線は、内側被覆層及び外側被覆層の厚さが実施例１の場合と同様であり、光ファイバ裸線の長手方向において、内側被覆層の厚さの平均値に対する変動値は−５〜＋５μｍの範囲に収まっており、厚さの変動値が１０μｍに抑制されていた。外側被覆層の厚さも変動が抑制されていた。

［比較例１］
従来法に従って、前記光ファイバ裸線の外周面上に樹脂組成物（Ａ）のみを塗布し、これを加熱硬化させて単層の被覆層を形成し、光ファイバ素線を得た。樹脂組成物（Ａ）の塗布量は、実施例１〜２の場合と同じとした。
得られた光ファイバ素線は、その長手方向において、被覆層の厚さが２．５〜６２．５μｍとなっており、変動値が６０μｍと大きくなっていた。

上記結果から明らかなように、外側被覆層を形成してから内側被覆層を形成する、本発明に係る製造方法により、得られた光ファイバ素線においては、内側被覆層の厚さの変動値が顕著に抑制された。

本発明は、光ファイバ素線の製造に利用可能である。

５１・・・内側被覆層（第一の被覆層）、５１０・・・熱硬化型シリコーン樹脂組成物、５２・・・外側被覆層（第二の被覆層）、５２０・・・その他の樹脂組成物（内側被覆層を形成するための熱硬化型シリコーン樹脂組成物以外の樹脂組成物）、６・・・光ファイバ素線、７・・・光ファイバ裸線、７ａ・・・光ファイバ裸線の外周面

Claims

光ファイバ裸線の外周面上に、熱硬化型シリコーン樹脂組成物及び前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物以外のその他の樹脂組成物をこの順に重ねて塗布し、前記その他の樹脂組成物を硬化させてから前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物を硬化させることにより、前記その他の樹脂組成物から外側被覆層を形成した後、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物から内側被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法において、
前記その他の樹脂組成物は、ヤング率が前記内側被覆層のヤング率の２．５倍以上である前記外側被覆層を形成するものであり、
前記その他の樹脂組成物の粘度が前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物の粘度よりも小さいことを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
前記その他の樹脂組成物が、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物よりも、同じ硬化条件での硬化速度が速い熱硬化型樹脂組成物であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
前記その他の樹脂組成物が、光硬化型樹脂組成物であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
光ファイバ裸線の外周面上に、前記熱硬化型シリコーン樹脂組成物及びその他の樹脂組成物を同時に塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ素線の製造方法。