JPH01166011A - 光フアイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバに関し、とくに高速線引に適した二
層被覆光ファイバの構造に関するものである。

〔従来の技術〕

ガラス光ファイバはガラス母材から線引きされたままで
は細径で機械的強度も小さいため、一般には線引き工程
においてその外周に被覆を施こして光フアイバ素線とす
る。第１図に本発明の対象となる光フアイバ素線（以下
光ファイバと云う。）１の一例の断面構造を示すが、コ
アとクラッドを有してなるガラスファイバ２を中心とし
てその外周に緩衝被覆層として内層樹脂被覆３と保護被
覆層として外層樹脂被覆４が設けられている。緩衝被覆
層の内層樹脂被覆３は一層コートを兼ねると同時にクツ
ション効果を奏するもので、弾性率ＩＫｇ／ｍｍ”以下
といった比較的軟質な樹脂からなり、保護被覆層の外層
樹脂被覆４は殻としてガラス光ファイバに高い機械的強
度を付与し、光伝送損失増加を抑える効果を奏するもの
で、弾性率１０Ｋｇ／ｍｍ”以上といった比較的硬質な
樹脂が用いられる。

これ等の被覆用樹脂としては、生産性の観点から硬化速
度の速い光硬化性樹脂が用いられることが多い。　　” 上記の構造の光ファイバ１の製造法としては、線引きガ
ラス光ファイバに被覆用樹脂を塗布および硬化する工程
を各層毎に順次行なういわゆるタンデム方式の製法と、
二層の被覆用樹脂を同時に塗布し硬化させる二層同時被
覆法が知られている。

第２図にタンデム方式により一層ごと被覆用樹脂を塗布
する二層被覆光ファイバ製造装置の概要を示ず。母材送
り装置５により母材８を線引炉６に送り込む。母材送り
装置５と線引炉６により線引装置７を構成する。線引き
されたガラスファイバ２は塗布装置１５により内層被覆
を形成する光硬化性樹脂が塗布され、紫外線照射装置１
３で硬化される。内層樹脂被覆を施した後、塗布装置１
６により外層被覆を形成する光硬化性樹脂が内層樹脂被
覆の外周に塗布され、紫外線照射装置１４で硬化され二
層被覆を施した光ファイバ１が形成され、引取りキャプ
スタン１１により引き取りながら巻取装置１２に巻き取
られる。

第３図は、二層樹脂被覆を形成する内層被覆および外層
被覆の樹脂を同時に塗布し硬化させる二層同時被覆法に
よる二層被覆光ファイバ製造装置の概要図である。第２
図と同じ符号は同じ部分を示す。第２図に示したタンデ
ム方式と異るところは、線引炉６により母材８を線引き
したガラスファイバ２に、二層同時塗布装置９により、
同時に二層被覆を形成する内層樹脂と外層樹脂を塗布し
、紫外線照射装置１０により、塗布した内層および外層
樹脂を硬化して二層被覆の光ファイバ１を形成すること
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種の光ファイバに施す被覆材料として適用される光
硬化性樹脂として、一般に、比較的軟質の光硬化性樹脂
は比較的硬質の光硬化性樹脂より硬化速度の遅いのが通
常である。したがって、第２図に例示したようなタンデ
ム方式においては、内層被覆樹脂を硬化する紫外線照射
装置１３の内層硬化用ランプを、また第３図に例示した
ような二層同時被覆においては、二層同時に硬化する紫
外線照射装置１０の二層同時硬化用ランプを非常に強力
なものにするか、または多数の硬化用ランプを直列ある
いは並列配置とするかの方法により対処している。しか
し、タンデム方式または二層同時硬化法のいずれも、内
層としての緩衝被覆層の比較的軟質な光硬化性樹脂の硬
化速度の遅いことが線引速度を向上させるうえで障害と
なるという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の問題点を解決し、高速線引に適した二層
被覆の光ファイバを提供するもので、光開始剤を含有す
る光硬化性樹脂により内層および外層の二層被覆を施し
た光ファイバにおいて、二層被覆を形成する光開始剤を
含有する光硬化性樹脂からなる内層被覆および外層被覆
は、内層被覆を形成する光硬化性樹脂の硬化有効波長域
の上限が、外層被覆を形成する光硬化性樹脂の硬化有効
波長域の上限より長波長からなることを特徴とし、前記
内層被覆を形成する光硬化性樹脂に含有される光開始剤
の有効励起波長上限は、外層被覆を形成する光硬化性樹
脂に含有される。光開始剤の有効励起波長上限より長波
長からなる態様、また前記内層被覆を形成する光硬化性
樹脂に含有される光開始剤の最大励起波長は、外層被覆
を形成する光硬化性樹脂に含有される光開始剤の最大励
起波長より長波長からなる態様を含むことを特徴として
いる。

〔作　用〕 光硬化性樹脂は、樹脂中に含有する光開始剤が紫外線領
域の波長の光を吸収して開裂することによりラジカル反
応を起して硬化する。従って光硬化性樹脂の硬化有効波
長は主として光開始剤の有効励起波長で決まり、光開始
剤の光吸収特性と一致する。

表１に主な光開始剤の有効励起波長を示す。

表１ また第５図に代表的な光開始剤の光吸収波長特性を示す
。

ところが、一般に光ファイバに施す被覆の厚さは、−層
について約１０μｍ乃至１００μｍ程度であるが、この
程度の厚さになると、光の吸収を無視することができな
くなる。第３図に示した二層同時塗布法の場合のように
、外層樹脂を通して内層樹脂を硬化させるときは勿論で
あるが、第２図に示したタンデム方式の一層ごとの塗布
法の場合においても、外層樹脂硬化時の外層樹脂を透過
する光による内層樹脂の硬化も重要となって（る。

換言すれば、外層樹脂の硬化有効波長域と光透過特性お
よび内層樹脂の硬化有効波長域の組合せを適切に選択す
ることが重要となる。

第６図ａ乃至ｄにより本発明の詳細な説明する。

第６図ａは紫外線照射装置の照射ランプ出力の波長特性
を示す。実際には、第４図ａ乃至Ｃに種類の異なる代表
的樹脂硬化用ランプの出力波長特性を示すように種類の
出力波長特性があるが、本発明に適用する場合は、内層
樹脂および外層樹脂ともに励起できる出力波長特性を有
していることが必要である。

第６図すおよび第６図ｄは、それぞれ外層樹脂と内層樹
脂の硬化有効波長特性として好ましい一形態を示す図で
、内層樹脂の有効波長領域の上限は外層樹脂の有効波長
領域の上限より長波長とする。外層樹脂に照射されたラ
ンプ出力光第６図ａ（以下ａと略記する。第６図す乃至
第６図ｄも同様にす、ｃ、ｄと略記する。）は外層樹脂
の硬化有効波長すに対応した減衰を示すため、外層樹脂
を通過し、内層樹脂に照射されるランプ出力光の波長特
性はＣに示すようにランプ出力ａに比べ下限波長が長波
長寄りとなる。ここで内層樹脂の有効波長はｄに示すよ
うな硬化波長特性を有しているので、外層樹脂を透過し
たランプ出力光を有効に吸収し硬化する。

内層樹脂の硬化有効波長域の上限を外層樹脂の硬化有効
波長域の上限より長波長にする方法としでは、内層樹脂
および外層樹脂それぞれに添加する光開始剤の選択によ
り、内層樹脂に含有する光開始剤の有効励起波長の上限
または最大励起波長を、外層樹脂に含有する光開始剤の
有効励起波長の上限または最大励起波長より長くするこ
とで対処できる。以下実施例について説明する。

〔実施例〕

実施例１； 第３図に示した二層同時塗布による二層被覆光ファイバ
を試作した。試作した二層被覆光ファイバは、外径１２
５μｍφのガラスファイバの外周に、内層厚２００μｍ
、外層厚２５０μｍの二層の光硬化性樹脂を線速２００
ｍ／分で被覆した構造で、内層の光硬化性樹脂の硬化度
を溶剤抽出法によりゲル分率で評価した。被覆樹脂とし
て、内層用には比較的軟質の、また外層用には比較的硬
質のウレタンアクリレート系樹脂を適用し、添加する光
開始剤の種類と添加量を変化させて比較した。表２のｒ
に試作した５種類の試料１乃至５の構成および評価結果
を示す。なお樹脂硬化用ランプとしては、第４図すに示
した出力波長特性を有するランプを適用した。

表２の１から次のことが解る。

試料１および試料２は、内層樹脂および外層樹脂に、と
もに同一の光開始剤を同量添加した従来の構造の光ファ
イバで、内層樹脂ゲル分率がそれぞれ６９％および７１
％で、ともに内層樹脂の硬化は不十分であった。

試料３は、内層樹脂として外層樹脂よりも有効励起波長
の上限が長い、第７図に吸光度の光吸収波長特性を示し
た光開始剤を含有した本発明によるもので、内層樹脂ゲ
ル分率８８％と内層樹脂の硬化度は上昇している。

試料４は、内層樹脂に含有される光開始剤の最大励起波
長が外層樹脂に含有される光開始剤の最大励起波長より
長い本発明によるもので、内層樹脂ゲル分率９１％と内
層樹脂の硬化度は上昇している。

試料５は、試料４に対する比較例で、内層樹脂と外層樹
脂それぞれの含有する光開始剤の種類および濃度を逆に
したもので、内層樹脂ゲル分率６５％と内層樹脂の硬化
度は低下している。

以上本発明の実施例である試料３および試料４は、外層
樹脂を透過したランプからの照射光を有効に利用し、硬
化速度が上昇することから高速線引に有利となる。

実施例２： 第２図に示したタンデム方式の一層ごとの塗布による二
層被覆光ファイバを試作した。試作した二層被覆光ファ
イバは、外径１２５μｍφのガラスファイバの外周に内
層厚２００μｍ、外層厚２５０μｍの二層の光硬化樹脂
を線速３００ｍ／分で被覆した構造で、実施例１と同じ
ように内層の光硬化性樹脂の硬化度を溶剤抽出法により
ゲル分率で評価した。被覆樹脂は、内層および外層とも
にシリコンアクリレート系の材質を用いた。表２のＨに
試作した３種類の試料６乃至８の構成を示す。なお樹脂
硬化用ランプは、実施例１と同様、第４図すに示した出
力波長特性を有するランプを適用した。

表２の■か４次のことが解る。

試料６は、内層樹脂および外層樹脂に、ともに同一の光
開始剤を同量添加した従来の構造の光フアイバで、内層
樹脂ゲル分率が８５％で内層樹脂の硬化度はなお低く硬
化は不十分であった。

試料７は、内層樹脂に含有される光開始剤の最大励起波
長が外層樹脂に含有される光開始剤の最大励起波長より
長い本発明によるもので、内層樹脂ゲル分率９２％と内
層樹脂の硬化度は上昇している。

試料８は、内層樹脂に含有す゛る光開始剤の有効励起波
長の上限が外層樹脂に含有する光開始剤の有効励起波長
の上限より長い本発明によるもので、内層樹脂ゲル分率
９０％と内層樹脂の硬化度は上昇している。

以上本発明゛の実施例である試料７および試料８は、外
層樹脂を透過したランプからの照射光を有効に利用し、
硬化速度が上昇することから高速線引に有利となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の二層被覆光ファイバは、
内層被覆樹脂の硬化有効波長域の上限が外層被覆樹脂の
硬化有効波長域の」１限より長波長であることから、外
層樹脂を通過する紫外線により内層樹脂を有効に硬化さ
せることができ、高速線引に適した光ファイバを提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバの断面図、第２図はタ
ンデム方式により一層ごと塗布する二層被覆光ファイバ
製造装置概要図、第３図は二層同時塗布による二層被覆
光ファイバ製造装置概要図、第４図ａ乃至Ｃは種類の異
なる代表的樹脂硬化用ランプの出力波長特性図、第５図
は代表的光開始剤の光吸収波長特性図、第６図ａ乃至ｄ
は本発明の詳細な説明する図、第７図は本発明の実施例
に適用した代表的光開始剤の光吸収波長特性である。 １・・・光ファイバ、２・・・ガラスファイバ、３・・
・内層樹脂被覆、４・・・外層樹脂被覆、５・・・母材
送り装置、６・・・線引炉、７・・・線引装置、８・・
・母材、９・・・二層同時塗布装置、１０・・・紫外線
照射装置、１１・・・引取りキャプスタン、１２・・・
巻取装置、１３゜１４・・・紫外線照射装置、１５．１
６・・・塗布装置特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人　弁理士　玉　蟲　久五部 八 １＼− に

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光開始剤を含有する光硬化性樹脂により内層およ
   び外層の二層被覆を施した光ファイバにおいて、 前記二層被覆を形成する光開始剤を含有する光硬化性樹
   脂からなる内層被覆および外層被覆は、内層被覆を形成
   する光硬化性樹脂の硬化有効波長域の上限が、外層被覆
   を形成する光硬化性樹脂の硬化有効波長域の上限より長
   波長からなることを特徴とする光ファイバ。
2. （２）前記内層被覆を形成する光硬化性樹脂に含有され
   る光開始剤の有効励起波長上限は、前記外層被覆を形成
   する光硬化性樹脂に含有される光開始剤の有効励起波長
   上限より長波長からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光ファイバ。
3. （３）前記内層被覆を形成する光硬化性樹脂に含有され
   る光開始剤の最大励起波長は、前記外層被覆を形成する
   光硬化性樹脂に含有される光開始剤の最大励起波長より
   長波長からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光ファイバ。