JPH0248434A - 光ファイバの製造方法 - 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］ 本発明は外周に樹脂被覆層を何する光ファイバの製造方
法に関するものである。

［従来の技術］ 光通イ；τ用光ファイバにおいては、光学ガラスファイ
バ、石英系ガラスファイバに限らずいずれのものも、線
引き用母材からファイバ化されると直ちにその外周に樹
脂被覆を施すことが好ましいとされている。これはファ
イバ化工程で発生するファイバ表面のキズや、線引き直
後の裸ファイバの状態で空気中に曝されるとクラックが
成長してファイバ強度が劣化するのを防ぐためである。

このような樹脂被覆層の材料としては、一般に熱硬化型
のシリコーン樹脂、紫外線硬化型樹脂（以下、Ｕ■樹脂
ともいう）、放射線硬化型樹脂等のエネルギー硬化型樹
脂が用いられており、近年は特にこのＵＶ樹脂被覆ファ
イバの需要が増大している。

このような被覆用のＵ■樹脂としては、例えばエポキシ
アクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルア
クリレート系等が用いられているが、これらの樹脂には
被覆ファイバとの密着性に劣るという欠点がある。密着
性が悪いと光ファイバと樹脂の間に隙間でき易く、その
隙間に水が侵入してガラスの強度を低下させたり、光フ
ァイバにしごき等の外力が掛かった時に界面や樹脂中に
存在する微細な粒子等によってキズがつく為に、光ファ
イバの強度を劣化させる恐れがあると考えられている。

そこで、光ファイバと被８１１！Ｕ■樹脂の密着性を向
」ニさせるため、従来から被覆用ＵＶ樹脂にシランカッ
プリング剤を添加する方法が採用されている。第２図は
この方法で通常用いられる装置の説明図であって、光フ
アイバ母材Ｉを加熱炉ヒータ２で加熱溶融して光ファイ
バ（ガラスファイバ）３に線引きし、次に塗布装置４で
シランカップリング剤添加ＵＶ樹脂を塗布した後に、紫
外線照射装置５で紫外線を照射して樹脂被覆を硬化させ
、被覆光ファイバ６を得ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の従来法では、ＵＶ樹脂中に添加したシラ
ンカップリング剤がＵＶ樹脂の硬化性を低下させたり、
強度を低下させる等、ＵＶ樹脂の物性にも悪い影響を与
えるため、その添加■をあまり増やすことは好ましくな
く、この方法による光ファイバとＵＶ樹脂被覆層の密着
性向上には限界があった。

又、シランカップリング剤と光ファイバの反応に時間を
要するため、樹脂とファイバの密着力が経時的に変化す
るという問題もあった。

本発明は外周のＵＶ樹脂被覆層とガラスファイバの密着
性が向−ヒし、経時的な密着力の変化もない信頼性の高
い被覆光ファイバの製造方法を提供することをその目的
とするものである。

１課題を解決するための手段］ 本発明はガラスファイバ外周に紫外線硬化型樹脂を被覆
した光ファイバの製造において、線引きしたガラスファ
イバをシランカップリング剤の高温蒸気中を通過させて
ガラスファイバ表面にシランカップリング剤層を形成し
た後に紫外線硬化型樹脂を被覆することを特徴とする光
ファイバの製造方法であり、本発明の特に好ましい実施
態様としては、ラジカル反応性末端二重結合を有する有
機官能基を持っシランカップリング剤層を形成した後に
紫外線硬化型樹脂を塗布し、次いで紫外線照射して紫外
線硬化型樹脂を硬化させると同時に紫外線硬化型樹脂と
シランカップリング剤層とを化学結合させることを特徴
とする上記方法が挙げられる。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。第１
図は本発明の一具体例の説明図であって、加熱炉ヒータ
２で光フアイバ母材ｌを溶融し、線引きしてガラスファ
イバ３とした後、該ガラスファイバ３をまずシランカッ
プリング剤コーティング装置７を通過させて、該装置７
のシランカップリング剤蒸気人口８から供給される高温
のシランカップリング剤の膜を該ファイバ３の外周にコ
ーティングする。９はシランカップリング剤蒸気出口で
ある。続いて樹脂塗布装置４、紫外線硬化装置５を通過
させることにより、ガラスファイバ外周にシランカップ
リング剤の膜とＵＶ樹脂被覆を形成された本発明の被覆
光ファイバが得られる。

本発明に用いられるシランカップリング剤としては、ビ
ニル基、メタクリロキシ基、アミ７基。

エボ牛シ基、ハロゲン基等の官能基を有する有機シラン
化合物が好ましく、中でもビニル基、メタクリロキシ基
等のラジカル反応性末端二重結合を有する有機官能基を
持つ有機シラン化合物が特に好ましい。本発明に用いる
ことのできるシランカップリング剤の代表的なものを沸
点、構造式と共に以Ｆの表に示す。

このようなシランカップリング剤は、その沸点以上に加
熱して蒸気として、コーティング装置に供給する。ガラ
スファイバ外周に形成するシランカップリング剤の膜厚
は、単分子層がつけば本発明の目的に十分であるが、そ
れ以北の場合も薄（ても均一であることが好ましい。

本発明のガラスファイバとしては、Ｓｉｎ、を含む石英
系光ファイバは勿論のこと、重金属酸化物ガラス等を原
料とする光ファイバも用いることができる。又、光ファ
イバの構造としては、コアとクラッドからなるガラスフ
ァイバの外周に樹脂を被覆される型のものの他、ガラス
コアに樹脂をクラッドとして被覆した構造のいわゆるプ
ラスチッククラッドファイバにも本発明を適用して有効
である。

１作用］ シランカップリング剤コーティング装置７の中はシラン
カップリング剤の高温蒸気で満たされているため、シラ
ンカップリング剤は光フアイバ表面でガラスと下記の式
のように反応して、短時間の内にガラスと強固に結合す
る。

ここでＸはラジカル反応性二重結合を末端に持つ官能基
例えばビニル基、アクリロイル基、メタクノロキシ基等
であることが好ましい。このような場合、ＵＶ樹脂の末
端二重結合とシランカップリング剤の末端二重結合が紫
外線照射によりラジカル反応して結合するからである。

シランカップリング剤コーティング装置７の内部温度及
び供給するシランカップリング剤の濃度、流Ｍ及び密度
をシランカップリング剤の種類にあわせて適正に設定す
れば、光ファイバの表面にはガラスと強固に結合したシ
ランカップリング剤の薄膜を均一かつ緻密にコーティン
グすることができる。表に示したようにシランカップリ
ング剤の種類により沸点が異なるので、温度条件も一律
ではないが、分解しない範囲で高温にすることが好まし
く、−船釣には４００℃以下である。本発明においては
、光ファイバの温度も適正にコントロールすることが重
要であり、温度が高すぎるとシランカップリング剤が分
解し、低すぎると結合が不十分となり、またシランカッ
プリング剤の凝縮がおこる。

このように適正な条件で処理することにより、緻密かつ
均一にガラスと結合したシランカップリング剤でその表
面を被覆された光ファイバが得られ、次にＵＶ樹脂を塗
布して紫外線照射すると、ＵＶ樹脂そのものの中にはシ
ランカップリング剤を添加していないので硬化性の低下
や強度低下等の物性の低下や密着力の経時的変化のない
ＵＶ樹脂被覆を形成できる。特にシラフカ１．ブリング
剤として末端にラジカル反応性二重結合を持つ化合物を
用いると、紫外線照射と同時にＵＶ樹脂はシランカップ
リング剤と結合するので、」二重の作用に加えてＵ■樹
脂層は光ファイバと強固に密着する。

［実施例］ 実施例１ 第１図の装置を用いて本発明により被覆光ファイバを作
製した。石英系光フアイバ用母材を線速２００ｍ／分で
線引きして外径１２５μｍの石英系カラスファイバとし
、このガラスファイバを温度１８０℃のビニルトリメト
キシンランの飽和蒸気を満たしたシランカップリング剤
コーティング装置中を通過させることにより、該ガラス
ファイバ外周にビニルトリメトキシシランの薄膜を形成
した。次にウレタンアクリレート系ＬＪＶ樹脂（ウレタ
ンオリゴマー４０部、２−エチルへキシルアクリレート
４０部、光開始剤２部）を厚さ４０μｍに被覆し、紫外
線照射装置（光フアイバ用、フュージョン社製）を用い
て紫外線照射して樹脂を硬化させて（被覆）光ファイバ
を得た。得られた光ファイバの被覆除去力を測定したと
ころ、３００ｇ以上を示した。

実施例２ 実施例１と同様に線引きした外径１２５μｍの石英系ガ
ラスファイバを、温度３２０℃の３−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシンランの飽和蒸気中を通過させて３
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン層の薄膜
を形成し、更に実施例１と同じウレタンアクリレート系
ＵＶ樹脂を５０μｍ厚さに被覆し硬化させた。このＵＶ
樹脂層のヤング率は５ｋｇ／ｍｍ″であった。得られた
本発明の（被覆）光ファイバを温度８０℃、湿度９０％
の雰囲気で処理しても、被覆除去力は２００ｇ以−１−
と被覆の密着強度は維持されていた。

比較例１ 実施例２と同じシランカップリング剤を同じＵ■樹脂に
１重量％添加したものを、実施例２と同じガラスファイ
バに第２図の従来法で被覆し、硬化させて得た従来品の
（被覆）光ファイバについて、実施例２と同様に評価し
たところ、被）Ｖ除去力は１００ｇ以Ｆを示し、被覆の
密着強度は大きく低下していた 実施例３ シランカップリング剤として３−アミノプロピルトリエ
トキシシランを用いてコーティング装置温度を２５０℃
とした以外は実施例２と同様の方法で本発明のく被覆）
光ファイバを作製した。得られた光ファイバの被覆の密
着強度はシランカップリング剤を持ちいないものに比べ
大きく、被覆除去力は約１６０ｇであった。

以−にの実施例及び比較例の結果から、本発明の方法に
よる光ファイバは、従来のＵ■樹脂中にシランカップリ
ング剤を添加したものを塗布、硬化する方法によるもの
よりも、樹脂層とガラスフ−？イバとの密着性が向１−
シ、密着力の経時的変化もなく、特にラジカル反応性末
端二Φ結合を有する有機官能基を持つシランカップリン
グ剤を用いた本発明の被覆光ファイバは特性の優れてい
ることが解る。

［発明の効果］ 本発明によれば、薄（均一なシランカップリング剤層を
介して光ファイバのガラス表面と外周の被覆樹脂の間に
強固な結合が形成されるので、被覆と光ファイバとの密
着力を強く、かつ経時的に安定なものにできるに加え、
被覆樹脂中にシランカップリング剤を添加しないので、
硬化性の低下、強度低下等もきたさないという利点があ
り、信頼性の高い被覆光ファイバを提供できるという大
きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光フアイバ製造の一具体例の説明
図、第２図は従来法の説明図である。 １：光フアイバ母材、２：加熱ヒータ、３ニガラスフア
イバ、４：塗布装置、５：紫外線照射装置、６：被覆光
ファイバ、７：シランカップリング剤コーティング装置
、８ニジラン力ツプリング剤蒸気入口、９ニジラン力ツ
プリング剤蒸気出口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラスファイバ外周に紫外線硬化型樹脂を被覆し
   た光ファイバの製造において、線引きしたガラスファイ
   バをシランカップリング剤の高温蒸気中を通過させてガ
   ラスファイバ表面にシランカップリング剤層を形成した
   後に紫外線硬化型樹脂を被覆することを特徴とする光フ
   ァイバの製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、ラジカル反応性
   末端二重結合を有する有機官能基を持つシランカップリ
   ング剤層を形成した後に紫外線硬化型樹脂を塗布し、次
   いで紫外線照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させると同
   時に紫外線硬化型樹脂とシランカップリング剤層とを化
   学結合させることを特徴とする光ファイバの製造方法。