JPH0248437A - ガラス光ファイバおよびその製造方法 - 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】 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。

溶融したガラス、または中まで密な（中実の）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・ファイバに保護打機コーティ
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。

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ＥＰＯ２０４１６０号に記述されている。

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４１１４９８１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９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−船釣に使用されているが、コストが高いと
いう欠点がある。

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
脂はど急速には硬化せず、硬化した状態において表面が
粘つくため多少汲い難い面がある。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。

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、使用された強靭な被覆材料は切り
傷を確実に検出するため極めて高い応力をかけて、被覆
されたフアイμ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。

しかしなから、高温使用性能を存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、急速に適用できるような、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。

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８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、添着されうる。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
する適応性を存している。

上述の長所を有する組合せコーティング系は、ソリコー
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。

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７−人トを人］−的に高（した応
力レベルにおいて行ら必要がない。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
使用特性を犠壮にすることなく上記の長所を発渾する。

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
れよりイ憂れている。

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つのミ２リコーン・ポリマー層を有している
。シｌ！−１−ン層は、シリコーン・ポリイミド・ブ１
トり・コポリマーに対する下層を構成し、コ、廿り−１
２−の内側に、コポリマーと接１９．て配設されごいる
。シリコーン・ボリイきド層は、・シリコーン・ポリマ
ー−次層の上にある上層、すな１つらオーバコートを構
成する。

別の嘘ｔｌ箕ｒｒ：：　＊：いては、本発明は、従来ガ
ラス・ファイバとその−Ｆにはと、−シた少なくとも１
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０本発明によれば１．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、木π的にシリコ−′）・ポリマー下層とシリ
コーン・ポリイミド・ブｔｉ　ｙり・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。

さらに別のＬｉ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、この光フア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、木質的にシリ
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
ーティングを適用した直後であって、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、
オーバコート層が適用されることが特に好ましい。

シリコーン・ポリイミド・ブロック・コポリマー・オー
バコートを適用した後、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。

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・コーティングの適用に特に有
用であり、第１と第２の液成分の木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。

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、液体アプ
リケ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
アプリケータからファイバに適用される。

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適
用されるまで別にしであるため、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。

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Ｉこ装置を含んでいる
。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
段と線引きされたファイバの表面にアプリケータに入っ
ている、または供給される重合性のコーティング液を適
用するための、線引き装置とｌ容融ガラスまたはブリフ
、、−ムとの間に配設された液体アプリケータを有して
いる。コーティング液は、独立した液体供給システムか
らアプリケータへ供給される。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適用した後、硬化するため
の、液体アプリケータに隣接して配設された硬化手段を
含んでいる。

本発明によれば、上記の装置は、アプリ）ｒ−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を有する重合性コーティング液の
供給システムを含んでいる。

液体混合機は、重合性のコーティング液を形成するため
結合する少なくとも第１と第１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
成分をアプリケータに送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。

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１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。

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存しており、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（ｄｅｐｌｅｔｉ
ｏｎ　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。

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、ファイバに適用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。

上記検出手段は、コーティング液がコータによって光フ
ァイバの表面に適用されている間に、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適用速
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。

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１？＆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機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
適用されている間、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
。

独立したｌ反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最になくし、かつ混合物の硬
化速度を非常に高くするよう化学的に調節できるので、
高速適用に対応できる。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適用された
ファイバの滞留時間を長くする必要もなく、適用された
コーティングのより高速硬化を達成することができる。

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。

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・コアを存
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・オプチフ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
ァイバに適用する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１０３３０２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、ファイバに直接適用
することが可能となる。

第１図は、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。第１図に示すように、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・
クラフト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６
ａを含んでいる。ガラス外Ｎ６ａ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
。

勿論、光ファイバは、シリコーン・コーティングを行う
前に、必要ならプラス千ツ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適用することもできる。

本発明によってコーティングを行う光ファイバに適用さ
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９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、ＲＴＶ　（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　
、Ｓｙｌｇａｒｄ　１８２シリコーン・ポリマーが市販
されている。

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６例え
ば、米国特許第 ４６９０９９７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５ｉｌｋｅｎ（登録商ｔｌ）コポリマー
８７−７３である。

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適用するために使用
することができる。現在望まれているダイは、米国特許
第４５３１９５９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適用することができる。

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、化学的に硬化する帰脂システム
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しることはない。

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、−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薄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。

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適用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。

ファイバに適用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し、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から混合
物を適用することを含む。

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
バへのポリマーの適用速度によって直接コントロールさ
れる。

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
液を適用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
性コーティングの適用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。

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、適用後の加熱に
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。

最も望ましい仕方では、液体適用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。

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、第２図に概略的に示されている。第２
図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・システムの液体バー）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。

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・システムのバート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ｌか
ら線引きされた光ファイバ２に適用される。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。

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
ファイバへの適用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ＤＩＤコントローラへ送うれ
る。流ｉｔ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５
２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１−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。

混合機に対するバート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６ｏ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（３号はパートＡ液体成分用コント
ローラ５ｏから信号ライン５４を通してコントローラ６
ｏへ伝えられる。いかなるポリマー・システムについて
も、バートＡとパートＢの液体の相対的な割合は決って
いるので、バート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。

あるいはコントロール・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。

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
を通るバートＢ液体の流量に比例する流量調節ポンプ２
４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。

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。第２図の装置では、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。

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、パージガス人ロア２と出ロア４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。

勿論、上述したことは、光ファイバにシリコーン・コー
ティングを適用する商業的に望ましいひとつの方法であ
る。代りに、シリコーンを剰整し、適用するための通常
のバッチ方法を含むその他の適用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・コーティングを適用した
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
ちに適用する必要がある場合、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適用が一層
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。

シリコーン・アンダ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。

気化の終りの段階では、加熱を強めてコーティング中に
入っている溶剤分子に、速やかに膜を通って気化が起る
コーティングとガスの界面に行く運転エキルギーを与え
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。

本発明は次の実施例によって一層明瞭に理解さＴ　ｉ　
Ｏ□をドープした溶融シリカ・ガラスで形成れよう。

実施例　１ 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適用する
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Ｓｙｌｇａｒｄ　（商
標）１８４シリコーン・エラストマー・システムを使用
する。

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、次に適用されるシ
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１２５ミクロン
の外径を存する。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熔融シリカで
あり、上記の薄い外側のガラス層は、されている。

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・コーチインフラ適用スるため、前述し、
かつ第２図に示したコーティング装置を使用する。第２
図によれば、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、硬化剤バートＢは供給ライン２２を通して一ヒ記
装置へ送られる。

ファイバのコーティング工程において、バート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４
０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１４．２４のボ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。

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、ヘ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アイバ冷却管を通す。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、次に適用するシリコーン・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。

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適用は、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
グを適用できるように、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４５３１９５９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。

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
・エレクトリンク社が販売している５ｉｌｔｅ川（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。ファイバへの適用を容易にするため、上記樹
脂をトルエンで溶解し、重量百分比で約１０％樹脂、９
０％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適用する。

液体コーティングを適用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／分でヘリウムガスを流
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６００℃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。

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ようなすべての
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存さず、光ファイバがテスト、
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
。

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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による組合せコーティングをほどこ
した光ファイバの、正しい比率あるいは縮尺で示したも
のではない概略断面図であり、第２図は、この発明によ
るシリコーン・コーティングを光ファイバに適用するの
に有用な装置の概略図である。 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、１
４−流１調節ポンプ、２０硬化剤貯留槽、２３−流Ｍ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、７〇−炉、７２−パージガス入
口、７４−パージガス出口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２つの保護ポリマー・コーティングを外
   側表面に有しており、これらのポリマー・コーティング
   はシリコーン・ポリマー層の外側表面の接着されたシリ
   コーン・ポリイミド・ブロック・コポリマー層を含んで
   いるガラス光ファイバ。 ２、ガラス・コアとガラス・クラッドを具備し、そのガ
   ラス・クラッドの外側表面にシリコーン・ポリマー層を
   設けられている請求項１のガラス光ファイバ。 ３、上記ガラス・クラッドが外側のガラス層と内側のガ
   ラス領域からなり、外側のガラス領域が内側のガラス領
   域よりも高い屈折率を有する請求項２のガラス光ファイ
   バ。 ４、ガラス光ファイバと、この光ファイバの上に設けら
   れた、少なくとも１層が本質的にシリコーン・コーティ
   ングである１層以上のポリマー・コーティングとを有す
   るシリコーン・コーテッド光導波路において、上記シリ
   コーン・コーティングに本質的にシリコーン・ポリイミ
   ド・ブロック・コポリマーからなるポリマー・オーバコ
   ーティッグをほどこしたことを特徴とする上記光導波路
   。 ５、上記ガラス光ファイバが、ガラス・コアと、上記シ
   リコーン・コーティングが外側に接して設けられている
   ガラス・クラッドとからなる請求項４のシリコーン被覆
   光ファイバ。 ６、本質的にシリコーン・ポリイミド・ブロック・コポ
   リマー・コーティングからなるポリマー・オーバコーテ
   ィングを外側のシリコーン・コーティングに適用するこ
   とよりなる、外側シリコーン・コーティングを有する光
   ファイバの取扱い特性を改善する処理方法。 ７、上記シリコーン・コーティングが上記シリコーン・
   ポリイミド・ブロック・コポリマー以外のいかなる固体
   もしくは液体材料に接触する前に、上記シリコーン・ポ
   リイミド・ブロック・コポリマー・オーバコーティング
   を上記外側シリコーン・コーティングに適用する請求項
   ６の方法。 ８、上記シリコーン・ポリイミド・ブロック・コポリマ
   ー・オーバコーティングを揮発性の溶剤にシリコーン・
   ポリイミド樹脂を溶解した溶液として適用する請求項７
   の方法。 ９、上記シリコーン・ポリイミド・ブロック・コポリマ
   ーを溶解押出しによって適用する請求項７の方法。 １０、中実のコーティングを形成するために結合しうる
   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
   性のコーティング液を、ファイバが溶融ガラスもしくは
   ガラスのプリフォームから線引きされている時、かつフ
   ァイバが何らかの固体表面に接触する前に、液体コータ
   によってファイバの表面に適用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において、第１と第２
   の液体成分が、ファイバが線引きされている間に、上記
   重合性コーティング液を形成するため、連続して結合さ
   れ、混ぜ合わされることと、上記重合性コーティング液
   は、上記重合性コーティング液をファイバの表面に適用
   する速度に対応する速度で液体コータに供給されること
   とを特徴とする上記の方法。 １１、上記の第１と第２の液体成分がたがいに反応し合
   って中実のポリマー・コーティングを形成する請求項１
   ０の方法。 １２、上記の第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送られる速度は、重合性コーティン
   グ液を光ファイバに適用する実際の、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請求項１１の方法。 １３、上記のコータが液体圧力コーティング・ダイを有
   し、電子フィードバック信号は圧力コーティング・ダイ
   の中の重合性コーティング液の圧力にもとづく信号であ
   る請求項１２の方法。 １４、上記のコータが重合性コーティング液の貯留槽を
   有し、電子フィードバック信号は貯留槽内の重合性コー
   ティング液の液面の高さにもとづく信号である請求項１
   ２の方法。 １５、ファイバを溶融ガラスまたはガラス・プリフォー
   ムから線引きするための線引き手段と線引き手段と溶融
   ガラスまたはガラス・プリフォームとの間に配設された
   、重合性コーティング液を線引きされたファイバの表面
   に適用するための液体コータとを有するポリマー・コー
   テッドガラス光ファイバの製造用装置において、この装
   置が備えている重合性コーティング液の供給システムが
   、コータにおける重合性コーティング液の入口に接続さ
   れた液体出口を有する液体混合機と、重合性コーティン
   グ液を形成するため結合される少なくとも第１と第２の
   ポリマー成分用の液体混合機における液体投入手段と、 それぞれが液体投入手段に結合され、第１と第２の液体
   成分の計量された分量を連続して供給するようになって
   いる、少なくとも一方が供給する液体をコントロールす
   るフィードバック信号入力手段を備えている第１と第２
   の計量液体供給手段液体供給手段の少なくとも一方と液
   体コータとに、あるいはそれらの間に配設され、重合性
   コーティング液がコータによって光ファイバに適用され
   ている間に、このコーティング液の消耗を検出し、重合
   性コーティング液の消耗に応じて消耗信号を発生するよ
   うになされている信号出力部を有している検出手段と、 検出手段の信号出力部から出される消耗信号を、液体供
   給をコントロールするために計量器付き液体供給手段に
   より利用されるフィードバック信号用の、第１と第２の
   計量液体供給手段の少なくとも一方に取付けられたフィ
   ードバック信号入力手段へ送る信号送信手段とからなっ
   ており、 それによって、液体混合機とコータとに対する液体ポリ
   マー成分の連続した流れが、重合性コーティング液がコ
   ータによって光ファイバに適用されている間における重
   合性コーティング液の消耗速度によってコントロールさ
   れることを特徴とする上記の装置。 １６、液体混合機が温度が制御されたスタティック混合
   機である請求項１５の装置。 １７、第１と第２の計量器を備えた液体供給手段の少な
   くとも一方が、精密容積式流量調節ポンプを有する請求
   項１５の装置。 １８、上記の計量液体供給手段が精密容積式ポンプに電
   気的に接続され、成分液体の供給流量をコントロールす
   るようになっているプログラマブル電子コントローラを
   さらに備えている請求項１７の装置。 １９、上記の精密容積式ポンプがプログラマブル電子コ
   ントローラから出されるポンプモータ速度コントロール
   信号によってコントロールされる請求項１８の装置。 ２０、上記検出手段が液体コータの中の液体の圧力また
   は液面の高さの検出器を備えている請求項１５の装置。 ２１、上記コータが液体圧力コーティング・ダイを有し
   、かつ上記検出手段が、液体圧力コーティング・ダイの
   中の重合性コーティング液と物理的に接している液体圧
   力変換器を有している請求項２０の装置。 ２２、上記の消耗信号が液体圧力変換器が出力する信号
   であり、この信号は圧力コーティング・ダイの中の重合
   性コーティング液の圧力に比例する請求項２１の装置。