JPH07168069A - 二重被覆保護層を有する光ファイバの硬化方法 - Google Patents
二重被覆保護層を有する光ファイバの硬化方法Info
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- JPH07168069A JPH07168069A JP6257362A JP25736294A JPH07168069A JP H07168069 A JPH07168069 A JP H07168069A JP 6257362 A JP6257362 A JP 6257362A JP 25736294 A JP25736294 A JP 25736294A JP H07168069 A JPH07168069 A JP H07168069A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二重被覆を有する光ファイバを硬化させる際
に、単一の光源で内側の一次被覆を外側の二次被覆より
も早く硬化させる方法を提供することである。 【構成】 本発明は光ファイバの上に内側の第１の被覆
層を形成し、さらに、その外側に第２の被覆層を形成
し、その第１と第２の被覆層はそれぞれ第１と第２のフ
ォトイニシェータを含有し、それらのフォトイニシェー
タは電磁放射源に含まれるそれぞれ第１の波長と第２の
波長に反応して硬化し、前記第１の波長を前記第２の波
長よりもその放射エネルギー量を多くすることにより、
内側の第一次被覆層を外側の第二次被覆層よりも早く硬
化させることを特徴とする。さらに、また本発明の他の
実施例によれば、前記第１フォトイニシェータと前記第
２のフォトイニシェータはほぼ同一の組成で構成する
が、その濃度を変化させることにより、第１の被覆層を
第２の被覆層よりも早く硬化させることを特徴とする。
に、単一の光源で内側の一次被覆を外側の二次被覆より
も早く硬化させる方法を提供することである。 【構成】 本発明は光ファイバの上に内側の第１の被覆
層を形成し、さらに、その外側に第２の被覆層を形成
し、その第１と第２の被覆層はそれぞれ第１と第２のフ
ォトイニシェータを含有し、それらのフォトイニシェー
タは電磁放射源に含まれるそれぞれ第１の波長と第２の
波長に反応して硬化し、前記第１の波長を前記第２の波
長よりもその放射エネルギー量を多くすることにより、
内側の第一次被覆層を外側の第二次被覆層よりも早く硬
化させることを特徴とする。さらに、また本発明の他の
実施例によれば、前記第１フォトイニシェータと前記第
２のフォトイニシェータはほぼ同一の組成で構成する
が、その濃度を変化させることにより、第１の被覆層を
第２の被覆層よりも早く硬化させることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二重被覆のコーティング
層を有する光ファイバの製造方法に関する。
層を有する光ファイバの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバの機械的特性および光学的特
性は、光ファイバのクラッド層の外側に被覆されるコー
ティング材料により大きく影響される。
性は、光ファイバのクラッド層の外側に被覆されるコー
ティング材料により大きく影響される。
【０００３】通常、光ファイバの保護コーティング層は
二重の層から構成されている。一次被覆層がまず光ファ
イバの周囲に形成され、さらに、その上に二次被覆層が
形成されている。通常二次被覆層の材料は比較的高い硬
度（強度）、例えば、１０9Ｐａを有し、一方、一次被
覆層は比較的低い硬度（強度）、例えば、１０6Ｐａを
有する。光ファイバの形成においては、このような一次
と二次の被覆層は同時に塗布するのが好ましい。これに
関しては米国特許第４４７４８３０号を参照のこと。こ
の特許の方法によれば、二重の保護被覆層は外側から内
側に向かって徐々に硬化する。このような二重のコーテ
ィングにおいては、硬化は急速に行われる必要がある。
二重の層から構成されている。一次被覆層がまず光ファ
イバの周囲に形成され、さらに、その上に二次被覆層が
形成されている。通常二次被覆層の材料は比較的高い硬
度（強度）、例えば、１０9Ｐａを有し、一方、一次被
覆層は比較的低い硬度（強度）、例えば、１０6Ｐａを
有する。光ファイバの形成においては、このような一次
と二次の被覆層は同時に塗布するのが好ましい。これに
関しては米国特許第４４７４８３０号を参照のこと。こ
の特許の方法によれば、二重の保護被覆層は外側から内
側に向かって徐々に硬化する。このような二重のコーテ
ィングにおいては、硬化は急速に行われる必要がある。
【０００４】従来の方法においては、ガラスファイバに
最初に塗布された一次被覆層が硬化した後、二次被覆層
を塗布し、硬化させている。しかし、この従来方法は複
数の塗布装置と硬化装置を製造ラインに並べる必要があ
り、コスト高である。米国特許第５０１５０６８号によ
れば、一次被覆層と二次被覆層とをほぼ同時に光ファイ
バに塗布する装置が開示されているが、しかし、この特
許の方法は、２つの硬化装置が必要となる。第１の硬化
装置は一次被覆層を硬化するために、可視光線を用い、
第２の被覆層を硬化するために、紫外線光を用いてい
る。一次被覆層をまず硬化することにより、二次被覆層
が硬化波長に対し不透明となり、一次被覆層の硬化が遅
れるといった問題が解決される。しかし、二台の硬化装
置が依然として必要のためにコスト高となる。さらに、
電磁放射スペクトルの可視部分の放射に反応するような
フォトイニシェータを用いると、一次被覆材料を取り扱
う際に困難がある。
最初に塗布された一次被覆層が硬化した後、二次被覆層
を塗布し、硬化させている。しかし、この従来方法は複
数の塗布装置と硬化装置を製造ラインに並べる必要があ
り、コスト高である。米国特許第５０１５０６８号によ
れば、一次被覆層と二次被覆層とをほぼ同時に光ファイ
バに塗布する装置が開示されているが、しかし、この特
許の方法は、２つの硬化装置が必要となる。第１の硬化
装置は一次被覆層を硬化するために、可視光線を用い、
第２の被覆層を硬化するために、紫外線光を用いてい
る。一次被覆層をまず硬化することにより、二次被覆層
が硬化波長に対し不透明となり、一次被覆層の硬化が遅
れるといった問題が解決される。しかし、二台の硬化装
置が依然として必要のためにコスト高となる。さらに、
電磁放射スペクトルの可視部分の放射に反応するような
フォトイニシェータを用いると、一次被覆材料を取り扱
う際に困難がある。
【０００５】さらに、最近発見された事実としては、一
次被覆層を硬化する速度は高温では遅くなり、二次被覆
材料が硬化する時に、それらの熱が解放されるというこ
とが分かった。
次被覆層を硬化する速度は高温では遅くなり、二次被覆
材料が硬化する時に、それらの熱が解放されるというこ
とが分かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、二重被覆を有する光ファイバを硬化させる際に、単
一の光源で内側の一次被覆を外側の二次被覆よりも速く
硬化させる方法を提供することである。
は、二重被覆を有する光ファイバを硬化させる際に、単
一の光源で内側の一次被覆を外側の二次被覆よりも速く
硬化させる方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は光ファイバの上に内側の第１の被覆層を形
成し、さらに、その外側に第２の被覆層を形成し、その
第１と第２の被覆層はそれぞれ第１と第２のフォトイニ
シェータを含有し、それらのフォトイニシェータは電磁
放射源に含まれるそれぞれ第１の波長と第２の波長に反
応して硬化し、前記第１の波長を前記第２の波長よりも
その放射エネルギー量を多くすることにより、内側の第
一次被覆層を外側の第二次被覆層よりも速く硬化させる
ことを特徴とする。
に、本発明は光ファイバの上に内側の第１の被覆層を形
成し、さらに、その外側に第２の被覆層を形成し、その
第１と第２の被覆層はそれぞれ第１と第２のフォトイニ
シェータを含有し、それらのフォトイニシェータは電磁
放射源に含まれるそれぞれ第１の波長と第２の波長に反
応して硬化し、前記第１の波長を前記第２の波長よりも
その放射エネルギー量を多くすることにより、内側の第
一次被覆層を外側の第二次被覆層よりも速く硬化させる
ことを特徴とする。
【０００８】さらに、また本発明の他の実施例によれ
ば、前記第１フォトイニシェータと前記第２のフォトイ
ニシェータはほぼ同一の組成で構成するが、その濃度を
変化させることにより、第１の被覆層を第２の被覆層よ
りも速く硬化させることを特徴とする。
ば、前記第１フォトイニシェータと前記第２のフォトイ
ニシェータはほぼ同一の組成で構成するが、その濃度を
変化させることにより、第１の被覆層を第２の被覆層よ
りも速く硬化させることを特徴とする。
【０００９】このフォトイニシェータの濃度を高くする
ことにより硬化の速度を早めることができる。このよう
に、内側の一次被覆層を外側の二次被覆層よりも速く硬
化させることにより、保護層内に寄与が形成されるのを
阻止することができる。
ことにより硬化の速度を早めることができる。このよう
に、内側の一次被覆層を外側の二次被覆層よりも速く硬
化させることにより、保護層内に寄与が形成されるのを
阻止することができる。
【００１０】
【実施例】図１において、本発明の光ファイバ製造装置
２０は予め用意されたシリンダー状プリフォーム２２か
ら光ファイバ２１を引く抜き、その後、この引き抜かれ
た光ファイバにコーティング（被覆）を形成している。
シリンダー状プリフォーム２２はその直径は約１５−４
０ｍｍで、その長さは６０ｃｍで、その温度は約２００
０℃まで加熱される。このシリンダー状プリフォーム２
２は炉２３内に供給され、溶融状態から光ファイバ２１
が引き抜かれる。
２０は予め用意されたシリンダー状プリフォーム２２か
ら光ファイバ２１を引く抜き、その後、この引き抜かれ
た光ファイバにコーティング（被覆）を形成している。
シリンダー状プリフォーム２２はその直径は約１５−４
０ｍｍで、その長さは６０ｃｍで、その温度は約２００
０℃まで加熱される。このシリンダー状プリフォーム２
２は炉２３内に供給され、溶融状態から光ファイバ２１
が引き抜かれる。
【００１１】光ファイバ２１の直径は測定装置２４で測
定され、この測定値は制御システムに入力される。この
制御システム内でこの測定された値が所望の値と比較さ
れて出力信号が生成され、引き抜き速度を調整して、光
ファイバの直径が所望の値に近づくように制御してい
る。
定され、この測定値は制御システムに入力される。この
制御システム内でこの測定された値が所望の値と比較さ
れて出力信号が生成され、引き抜き速度を調整して、光
ファイバの直径が所望の値に近づくように制御してい
る。
【００１２】光ファイバ２１の直径が測定された後、保
護コーティング層２５が保護コーティング塗布層２７に
より光ファイバ２１に塗布される。保護コーティング層
２５を塗布することにより、雰囲気中の悪影響を阻止し
ている。この保護コーティング層２５は光ファイバ２１
の表面を損傷しないような方法で塗布され、その結果、
光ファイバは所定の直径を有し、その後の製造プロセ
ス、あるいは設置、あるいはサービスにおいて、損傷か
ら保護される。減衰を最小にするために、適当なコーテ
ィング材料を選択し、それを制御しながら塗布する必要
がある。このようなコーティング装置は米国特許第４４
７４８３０号に開示されている。このような直径の変動
を最小にする事は、コネクタにおいて、不整合に起因す
る損失を最小にし、コーティングプロセスおよび引き抜
きプロセスの間、光ファイバをモニタし、正確に制御す
る必要がある。その後、光ファイバ２１はセンタゲージ
２８内を通過する。
護コーティング層２５が保護コーティング塗布層２７に
より光ファイバ２１に塗布される。保護コーティング層
２５を塗布することにより、雰囲気中の悪影響を阻止し
ている。この保護コーティング層２５は光ファイバ２１
の表面を損傷しないような方法で塗布され、その結果、
光ファイバは所定の直径を有し、その後の製造プロセ
ス、あるいは設置、あるいはサービスにおいて、損傷か
ら保護される。減衰を最小にするために、適当なコーテ
ィング材料を選択し、それを制御しながら塗布する必要
がある。このようなコーティング装置は米国特許第４４
７４８３０号に開示されている。このような直径の変動
を最小にする事は、コネクタにおいて、不整合に起因す
る損失を最小にし、コーティングプロセスおよび引き抜
きプロセスの間、光ファイバをモニタし、正確に制御す
る必要がある。その後、光ファイバ２１はセンタゲージ
２８内を通過する。
【００１３】この被覆材料が塗布された後、この被覆材
料を硬化しなければならない。従って、この光ファイバ
の上に形成された被覆材料は保護コーティング硬化装置
３０を通過し、そして、この被覆された光ファイバの外
径を測定するために、外径測定装置３２を通過する。そ
の後、キャプスタン３４を通過して、テスト用あるいは
保存用にスプールに巻かれる。
料を硬化しなければならない。従って、この光ファイバ
の上に形成された被覆材料は保護コーティング硬化装置
３０を通過し、そして、この被覆された光ファイバの外
径を測定するために、外径測定装置３２を通過する。そ
の後、キャプスタン３４を通過して、テスト用あるいは
保存用にスプールに巻かれる。
【００１４】保護コーティング塗布層２７内において、
保護コーティング層２５は二種類の材料を含有し、それ
らは光ファイバに塗布されている。図２において、この
保護コーティング層２５は内側層４２とこの上に形成さ
れる外側層４４とを有する。この内側層４２は外側層４
４よりもより低い強度（硬度）を有し、その結果、光フ
ァイバのマイクロベンディングを防止している。一方、
外側の高強度（硬度）は光ファイバに機械的に保護を与
える。
保護コーティング層２５は二種類の材料を含有し、それ
らは光ファイバに塗布されている。図２において、この
保護コーティング層２５は内側層４２とこの上に形成さ
れる外側層４４とを有する。この内側層４２は外側層４
４よりもより低い強度（硬度）を有し、その結果、光フ
ァイバのマイクロベンディングを防止している。一方、
外側の高強度（硬度）は光ファイバに機械的に保護を与
える。
【００１５】これらの各保護層は適当な電磁スペクトル
に露光される。このような硬化は反応性のポリマによっ
て行われる。一般的に、このような被覆材料はオリゴマ
ーと希釈液とフォトイニシェータとを含有する。さら
に、また添加物、例えば、酸化防止剤、接着促進剤、紫
外線安定化剤、表面活性剤、保存剤とを含有する。特
に、本発明において、重要なものはフォトイニシェータ
で、このフォトイニシェータは狭い範囲の波長の電磁放
射に反応して、コーティング材料を液体状態から固体状
態に変化させる。このような状態変化は、被覆材料がそ
の状態を変える速度に影響を及ぼすような熱の放出によ
り行われる。フォトイニシェータは異なる領域（紫外線
領域）の電磁スペクトルに反応するように特別に製造し
ても良い。このような材料の例としては、自由基のポリ
マ化である。
に露光される。このような硬化は反応性のポリマによっ
て行われる。一般的に、このような被覆材料はオリゴマ
ーと希釈液とフォトイニシェータとを含有する。さら
に、また添加物、例えば、酸化防止剤、接着促進剤、紫
外線安定化剤、表面活性剤、保存剤とを含有する。特
に、本発明において、重要なものはフォトイニシェータ
で、このフォトイニシェータは狭い範囲の波長の電磁放
射に反応して、コーティング材料を液体状態から固体状
態に変化させる。このような状態変化は、被覆材料がそ
の状態を変える速度に影響を及ぼすような熱の放出によ
り行われる。フォトイニシェータは異なる領域（紫外線
領域）の電磁スペクトルに反応するように特別に製造し
ても良い。このような材料の例としては、自由基のポリ
マ化である。
【００１６】紫外線硬化被覆材料の平衡硬度は交差基の
密度に比例して、温度が上昇するにつれて、平衡強度は
減少する。これに関しては「The Effects of Cure Temp
erature on the Thermomechanical Properties of UV C
urable Coatings,」PolymerEngineering and Science,V
ol 29,No.17,Sept.,1989（pages 1165-1168）に記載さ
れている。それ故に、ポリマ製の被覆は比較的低い温度
（２０℃程度）で硬化するのが好ましい。さらに、硬化
プロセスに関連する熱の約７０％は反応により生成さ
れ、僅かに約３０％は硬化ランプにより発生する。従っ
て、反応熱が外側（二次）被覆材料がポリマ化するにつ
れて生成される前に、内側（一次）被覆材料の硬化を早
めることが重要である。このような反応熱は硬化の速度
に悪影響を及ぼす。
密度に比例して、温度が上昇するにつれて、平衡強度は
減少する。これに関しては「The Effects of Cure Temp
erature on the Thermomechanical Properties of UV C
urable Coatings,」PolymerEngineering and Science,V
ol 29,No.17,Sept.,1989（pages 1165-1168）に記載さ
れている。それ故に、ポリマ製の被覆は比較的低い温度
（２０℃程度）で硬化するのが好ましい。さらに、硬化
プロセスに関連する熱の約７０％は反応により生成さ
れ、僅かに約３０％は硬化ランプにより発生する。従っ
て、反応熱が外側（二次）被覆材料がポリマ化するにつ
れて生成される前に、内側（一次）被覆材料の硬化を早
めることが重要である。このような反応熱は硬化の速度
に悪影響を及ぼす。
【００１７】実験例Ｉ−異なる光反応領域 図２において、内側層４２のコーティング材料は外側層
４４とは異なる領域の電磁放射のスペクトルに露光する
ことによって硬化する。この領域の中心の波長によって
定義される。例えば、内側層４２の自由基のポリマ化を
開始するのに用いられる波長はλPで、外側層４４の自
由基のポリマ化を開始するのに用いられる波長はλSと
する。この内側層４２と外側層４４を電磁放射の単一光
源の放射スペクトルを用いて、同時に硬化する１つの方
法は、λPとλSの波長を個別に放射するような２つの別
個の硬化ランプを用いて、その後、外側層４４が部分
的、あるいは完全に硬化するまでλSの波長部分をブロ
ックするような保護コーティング硬化装置３０の全面に
「スクリーン」を設けることである。このような構成を
実現するには、２個の硬化ランプと２枚のスクリーンを
垂直に並べることである。上部のガラススクリーンはボ
ロシリケートガラスで、３５０ｎｍ以下の波長の電磁放
射を減衰させ、一方、底部のガラススクリーンは水晶ガ
ラス製で、実質的に透明である。この内側層４２に関連
するフォトイニシェータは３５０ｎｍ以上の波長に応答
し、一方、外側層４４に関連するフォトイニシェータは
３５０ｎｍ以下の波長に応答する。この二重被覆の光フ
ァイバは、これらのガラススクリーンを貫通して、内側
層４２の硬化は外側層４４に対し急速に行われる。これ
らのスクリーン（チューブ）の内径は２インチ（約５ｃ
ｍ）である。そのボロシリケートガラスの壁厚はλSの
減衰量に基づいて経験的に決定される。しかし、好まし
いことは異なるガラスチューブ（スクリーン）の必要性
を無くすことである。
４４とは異なる領域の電磁放射のスペクトルに露光する
ことによって硬化する。この領域の中心の波長によって
定義される。例えば、内側層４２の自由基のポリマ化を
開始するのに用いられる波長はλPで、外側層４４の自
由基のポリマ化を開始するのに用いられる波長はλSと
する。この内側層４２と外側層４４を電磁放射の単一光
源の放射スペクトルを用いて、同時に硬化する１つの方
法は、λPとλSの波長を個別に放射するような２つの別
個の硬化ランプを用いて、その後、外側層４４が部分
的、あるいは完全に硬化するまでλSの波長部分をブロ
ックするような保護コーティング硬化装置３０の全面に
「スクリーン」を設けることである。このような構成を
実現するには、２個の硬化ランプと２枚のスクリーンを
垂直に並べることである。上部のガラススクリーンはボ
ロシリケートガラスで、３５０ｎｍ以下の波長の電磁放
射を減衰させ、一方、底部のガラススクリーンは水晶ガ
ラス製で、実質的に透明である。この内側層４２に関連
するフォトイニシェータは３５０ｎｍ以上の波長に応答
し、一方、外側層４４に関連するフォトイニシェータは
３５０ｎｍ以下の波長に応答する。この二重被覆の光フ
ァイバは、これらのガラススクリーンを貫通して、内側
層４２の硬化は外側層４４に対し急速に行われる。これ
らのスクリーン（チューブ）の内径は２インチ（約５ｃ
ｍ）である。そのボロシリケートガラスの壁厚はλSの
減衰量に基づいて経験的に決定される。しかし、好まし
いことは異なるガラスチューブ（スクリーン）の必要性
を無くすことである。
【００１８】図３は本発明に用いられるのに適した硬化
ランプの放射出力を表す図である。この特定の出力スペ
クトルは非水銀の「Ｄ」ランプで得られ、このＤランプ
はフュジョウシステムコーポレーション社から市販され
ている。特に、λ＝３８６ｎｍでの放射は、このスペク
トルの他の領域よりも大きいということは本発明にとっ
て非常に有利な点である。従って、λ＝３８６ｎｍ領域
で電磁放射に反応するフォトイニシェータは内側層４２
に対し用いられ、その結果、外側層４４の材料よりも内
側層４２の材料は速く硬化する。この内側層４２の材料
は他の波長領域の電磁放射に対し、応答するフォトイニ
シェータを含有する。この点に関し、３８２ｎｍの波長
で、最大吸収を有するフォトイニシェータは、２，４，
６−トリメティルベンゾイルディフェニルフォスフィン
（Trimethylbenzoyldiphenylphosphine）酸化物であ
る。そして、この材料は内側層４２の硬化に使用するの
が適当である。このような材料はＢＡＳＦ社から市販さ
れているルシリン（Lucirin）ＴＰＯである。図４は硬
化ランプの放射ピックにマッチするように特に選択され
たルシリンＴＰＯの吸収スペクトル図である。この材料
は内側層４２の硬化速度を増加させる。
ランプの放射出力を表す図である。この特定の出力スペ
クトルは非水銀の「Ｄ」ランプで得られ、このＤランプ
はフュジョウシステムコーポレーション社から市販され
ている。特に、λ＝３８６ｎｍでの放射は、このスペク
トルの他の領域よりも大きいということは本発明にとっ
て非常に有利な点である。従って、λ＝３８６ｎｍ領域
で電磁放射に反応するフォトイニシェータは内側層４２
に対し用いられ、その結果、外側層４４の材料よりも内
側層４２の材料は速く硬化する。この内側層４２の材料
は他の波長領域の電磁放射に対し、応答するフォトイニ
シェータを含有する。この点に関し、３８２ｎｍの波長
で、最大吸収を有するフォトイニシェータは、２，４，
６−トリメティルベンゾイルディフェニルフォスフィン
（Trimethylbenzoyldiphenylphosphine）酸化物であ
る。そして、この材料は内側層４２の硬化に使用するの
が適当である。このような材料はＢＡＳＦ社から市販さ
れているルシリン（Lucirin）ＴＰＯである。図４は硬
化ランプの放射ピックにマッチするように特に選択され
たルシリンＴＰＯの吸収スペクトル図である。この材料
は内側層４２の硬化速度を増加させる。
【００１９】図３を参照すると、硬化ランプの放射スペ
クトルの他の領域が外側層４４の硬化に使用できる。こ
の実施例においては、３３０ｎｍの近傍の波長領域はラ
ンプ出力が３８６ｎｍの波長領域の出力よりも小さいた
めに利用できる。この外側層４４の硬化用に適当のフォ
トイニシェータは２-メチル--［４-（メチルティオ）フ
ェニル］-２-（４モルフォリニル）-１-プロハリン（2-
methyl--[4-(methylthio)phenyl]-2-(4morpholinyl)-1-
propanone）、これは Ciba Giegy 社からイルガキュア
９０７の商品として市販されており、その様々な濃度に
対する吸収スペクトルを図５に示す。このイルガキュア
９０７は３００ｎｍで最大の吸収を示し、これはランプ
の放射スペクトルの特定の領域とは必ずしも一致しな
い。この選択は内側層４２を硬化するのに用いられる領
域よりも、より低い放射領域から実験により得られたも
のである。事実硬化ランプのある放射スペクトルがある
と、内側層４２と外側層４４を硬化するのに使用される
フォトイニシェータを選択するには、それほど多くの実
験を必要とするものではない。外側層４４のポリマ化に
より熱が放出される前に、内側層４２の硬化の速度を上
げることは好ましいことではなく、単一の放射源を用い
て、内側層４２と外側層４４の両方を同時に硬化するの
が良い。外側層４４を硬化するのに用いられる他の適当
なフォトイニシェータは１-ハイドロキシクロフェキシ
フェニルケトン（1-hydroxycyclohexyl phenyl keton
e）、これは Ciba Giegy 社からイルガキュア１８４で
市販されている。
クトルの他の領域が外側層４４の硬化に使用できる。こ
の実施例においては、３３０ｎｍの近傍の波長領域はラ
ンプ出力が３８６ｎｍの波長領域の出力よりも小さいた
めに利用できる。この外側層４４の硬化用に適当のフォ
トイニシェータは２-メチル--［４-（メチルティオ）フ
ェニル］-２-（４モルフォリニル）-１-プロハリン（2-
methyl--[4-(methylthio)phenyl]-2-(4morpholinyl)-1-
propanone）、これは Ciba Giegy 社からイルガキュア
９０７の商品として市販されており、その様々な濃度に
対する吸収スペクトルを図５に示す。このイルガキュア
９０７は３００ｎｍで最大の吸収を示し、これはランプ
の放射スペクトルの特定の領域とは必ずしも一致しな
い。この選択は内側層４２を硬化するのに用いられる領
域よりも、より低い放射領域から実験により得られたも
のである。事実硬化ランプのある放射スペクトルがある
と、内側層４２と外側層４４を硬化するのに使用される
フォトイニシェータを選択するには、それほど多くの実
験を必要とするものではない。外側層４４のポリマ化に
より熱が放出される前に、内側層４２の硬化の速度を上
げることは好ましいことではなく、単一の放射源を用い
て、内側層４２と外側層４４の両方を同時に硬化するの
が良い。外側層４４を硬化するのに用いられる他の適当
なフォトイニシェータは１-ハイドロキシクロフェキシ
フェニルケトン（1-hydroxycyclohexyl phenyl keton
e）、これは Ciba Giegy 社からイルガキュア１８４で
市販されている。
【００２０】実験例II−フォトイニシェータの異なる濃
度 図５において、フォトイニシェータの吸収は用いられる
濃度により影響される。このことは本発明の第IIの実施
例である。上記の実験例Ｉでは、内側層４２と外側層４
４は同時に塗布され、同時に硬化した。外側層４４に対
し内側層４２の硬化速度を増加させるために、同一の硬
化ランプの異なる波長領域で機能するフォトイニシェー
タを用いる。しかし、また外側層４４に対し内側層４２
の硬化速度を増加させるためには、同一のフォトイニシ
ェータを内側層４２と外側層４４の材料に異なる濃度で
添加することである。高濃度のフォトイニシェータが内
側層４２の材料に添加される。さらに、異なるフォトイ
ニシェータを用いて、各フォトイニシェータは同一波長
領域に反応するが、その反応性は一方は他のものよりも
大きいものである。図５に示すことにより、フォトイニ
シェータの吸収は、その濃度に比例して増加する。ここ
では、０．００１％と０．００２％の濃度はピックの吸
収度を約２倍だけ増加している。このフォトイニシェー
タの実際の使用範囲は、０．５重量％から５．０重量％
で、これにより市販の多くのＵＶの処理ができる。
度 図５において、フォトイニシェータの吸収は用いられる
濃度により影響される。このことは本発明の第IIの実施
例である。上記の実験例Ｉでは、内側層４２と外側層４
４は同時に塗布され、同時に硬化した。外側層４４に対
し内側層４２の硬化速度を増加させるために、同一の硬
化ランプの異なる波長領域で機能するフォトイニシェー
タを用いる。しかし、また外側層４４に対し内側層４２
の硬化速度を増加させるためには、同一のフォトイニシ
ェータを内側層４２と外側層４４の材料に異なる濃度で
添加することである。高濃度のフォトイニシェータが内
側層４２の材料に添加される。さらに、異なるフォトイ
ニシェータを用いて、各フォトイニシェータは同一波長
領域に反応するが、その反応性は一方は他のものよりも
大きいものである。図５に示すことにより、フォトイニ
シェータの吸収は、その濃度に比例して増加する。ここ
では、０．００１％と０．００２％の濃度はピックの吸
収度を約２倍だけ増加している。このフォトイニシェー
タの実際の使用範囲は、０．５重量％から５．０重量％
で、これにより市販の多くのＵＶの処理ができる。
【００２１】結果 光ファイバの被覆を適切に硬化することは非常に重要な
ことである。不十分な硬化は悪臭を発生したり、コーテ
ィング材が取れてしまったり、弱い接着を引き起こす。
この硬化した被覆の強度（硬度）は硬化の程度の関数で
ある。この強度（硬度）は光ファイバの光学的特性にと
って非常に重要なものである。
ことである。不十分な硬化は悪臭を発生したり、コーテ
ィング材が取れてしまったり、弱い接着を引き起こす。
この硬化した被覆の強度（硬度）は硬化の程度の関数で
ある。この強度（硬度）は光ファイバの光学的特性にと
って非常に重要なものである。
【００２２】この光ファイバの被覆材料の硬化の程度を
決定するには、幾つかの方法がある。その１つの方法
は、イン−シチュ硬化（強度）テストと呼ばれるもの
で、被覆層をガラス領域まで切断して行われる。力が光
ファイバにかかている間の時間と光ファイバ内にくい込
む刃ものの先端の距離を測定する。これらの測定値から
被覆材硬度（強度）が決定される。図６は、このイン−
シチュ硬度（強度）テストで、本発明の実験例Ｉについ
て行われたもので、一次フォトイニシェータと二次フォ
トイニシェータの異なる結合量に対する入射エネルギー
の関数として示してある（同様な結果は本発明の実験例
IIでも予想される）。このイン−シチュ硬度（強度）テ
ストの結果の点線は、適当な濃度での一次被覆材料と二
次被覆材料内のフォトイニシェータを用いて得られた。
このフォトイニシェータは同一の波長領域（λP＝λS＝
３３０ｎｍ）内の電磁放射に反応する。このイン−シチ
ュ硬度（強度）テストの実線は、適当な濃度で２つの異
なる電磁スペクトルの波長領域に反応し（λP＝３８６
ｎｍ、λS＝３３０ｎｍ）て、適当な濃度における一次
コーティング材料と二次コーティング材料内のフォトイ
ニシェータを用いて得られた。この結果によると、イン
−シチュ硬度（強度）試験において、約４０％の強度増
加が得られ、これは二重被覆の光ファイバの引き抜き速
度をそのまま増加することができることを意味する。
決定するには、幾つかの方法がある。その１つの方法
は、イン−シチュ硬化（強度）テストと呼ばれるもの
で、被覆層をガラス領域まで切断して行われる。力が光
ファイバにかかている間の時間と光ファイバ内にくい込
む刃ものの先端の距離を測定する。これらの測定値から
被覆材硬度（強度）が決定される。図６は、このイン−
シチュ硬度（強度）テストで、本発明の実験例Ｉについ
て行われたもので、一次フォトイニシェータと二次フォ
トイニシェータの異なる結合量に対する入射エネルギー
の関数として示してある（同様な結果は本発明の実験例
IIでも予想される）。このイン−シチュ硬度（強度）テ
ストの結果の点線は、適当な濃度での一次被覆材料と二
次被覆材料内のフォトイニシェータを用いて得られた。
このフォトイニシェータは同一の波長領域（λP＝λS＝
３３０ｎｍ）内の電磁放射に反応する。このイン−シチ
ュ硬度（強度）テストの実線は、適当な濃度で２つの異
なる電磁スペクトルの波長領域に反応し（λP＝３８６
ｎｍ、λS＝３３０ｎｍ）て、適当な濃度における一次
コーティング材料と二次コーティング材料内のフォトイ
ニシェータを用いて得られた。この結果によると、イン
−シチュ硬度（強度）試験において、約４０％の強度増
加が得られ、これは二重被覆の光ファイバの引き抜き速
度をそのまま増加することができることを意味する。
【００２３】これらの試験結果は次に述べる引き剥しテ
ストでも確認できる。この引き剥し試験においては、光
ファイバの一部が公知のインストロン装置内に配置され
た光ファイバを被覆材料から引き抜くために必要な力が
測定された。この測定は硬化の程度に比例する。図７は
この引き剥しテストの結果を表し、本発明の実験例Ｉに
示した光ファイバについて行われ、第１と第２のフォト
イニシェータの異なる組み合わせに対する入射エネルギ
ーの関数として示してある。同様な結果は実験例ＩＩに
ついても予想できる。この引き剥しテストの結果の点線
は、内側層４２と外側層４４を適当な濃度のフォトイニ
シェータを用いて得られたものである。このフォトイニ
シェータは同一の波長（λP＝λS＝３３０ｎｍ）の電磁
放射に反応する。この引き剥しテストの実線は、内側層
４２と外側層４４内のフォトイニシェータを適当な濃度
レベルで用いて、これらのフォトイニシェータは異なる
波長（λP＝３８６ｎｍ、λS＝３３０ｎｍ）での電磁放
射に反応する。これらの試験結果は、イン−シチュの強
度（硬度）試験と同一の結果となり、本発明を用いた引
き剥し力の４０％の増加は、硬化速度の増加につなが
る。
ストでも確認できる。この引き剥し試験においては、光
ファイバの一部が公知のインストロン装置内に配置され
た光ファイバを被覆材料から引き抜くために必要な力が
測定された。この測定は硬化の程度に比例する。図７は
この引き剥しテストの結果を表し、本発明の実験例Ｉに
示した光ファイバについて行われ、第１と第２のフォト
イニシェータの異なる組み合わせに対する入射エネルギ
ーの関数として示してある。同様な結果は実験例ＩＩに
ついても予想できる。この引き剥しテストの結果の点線
は、内側層４２と外側層４４を適当な濃度のフォトイニ
シェータを用いて得られたものである。このフォトイニ
シェータは同一の波長（λP＝λS＝３３０ｎｍ）の電磁
放射に反応する。この引き剥しテストの実線は、内側層
４２と外側層４４内のフォトイニシェータを適当な濃度
レベルで用いて、これらのフォトイニシェータは異なる
波長（λP＝３８６ｎｍ、λS＝３３０ｎｍ）での電磁放
射に反応する。これらの試験結果は、イン−シチュの強
度（硬度）試験と同一の結果となり、本発明を用いた引
き剥し力の４０％の増加は、硬化速度の増加につなが
る。
【００２４】上記の変形例としては、ここに開示した以
外の硬化ランプ、あるいはフォトイニシェータの使用も
可能である。硬化ランプの放射スペクトルの放射領域を
減少させずに、二次硬化材料に関連した波長での電磁放
射を減少するようなスクリーンを用いることもできる。
プリフォームから光ファイバを形成する以外に、ガラス
光ファイバを得る他のプロセスにも本発明は適用でき
る。
外の硬化ランプ、あるいはフォトイニシェータの使用も
可能である。硬化ランプの放射スペクトルの放射領域を
減少させずに、二次硬化材料に関連した波長での電磁放
射を減少するようなスクリーンを用いることもできる。
プリフォームから光ファイバを形成する以外に、ガラス
光ファイバを得る他のプロセスにも本発明は適用でき
る。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、内側の一次被覆層を
外側の二次被覆層よりも速く硬化させることにより、保
護層内に気泡が形成されるのを阻止することができる。
外側の二次被覆層よりも速く硬化させることにより、保
護層内に気泡が形成されるのを阻止することができる。
【図１】本発明によりプリフォームから光ファイバを引
き抜く製造ラインを表す図。
き抜く製造ラインを表す図。
【図２】二重被覆した光ファイバの断面図。
【図３】本発明を用いるのに適した市販の硬化ランプの
放射出力を表すヒストグラム。
放射出力を表すヒストグラム。
【図４】３８６ｎｍの電磁放射スペクトル領域における
放射に応答するフォトイニシェータの吸収と波長との関
係を表すグラフ。
放射に応答するフォトイニシェータの吸収と波長との関
係を表すグラフ。
【図５】３３０ｎｍの電磁放射スペクトルの領域の放射
に応答するフォトイニシェータの２つの濃度の波長と吸
収との関係を表すグラフ。
に応答するフォトイニシェータの２つの濃度の波長と吸
収との関係を表すグラフ。
【図６】一次フォトイニシェータと二次フォトイニシェ
ータの異なる組み合わせに対するイン−シチュ（in-sit
u）硬度を入射エネルギーの関数として表すグラフ。
ータの異なる組み合わせに対するイン−シチュ（in-sit
u）硬度を入射エネルギーの関数として表すグラフ。
【図７】一次フォトイニシェータと二次フォトイニシェ
ータの異なる組み合わせに対する引き剥し力を入射エネ
ルギーの関数として表すグラフ。
ータの異なる組み合わせに対する引き剥し力を入射エネ
ルギーの関数として表すグラフ。
２０ 本発明の光ファイバ製造装置 ２１ 光ファイバ ２２ シリンダー状プリフォーム ２３ 炉 ２４ 測定装置 ２５ 保護コーティング層 ２７ 保護コーティング塗布層 ２８ センタゲージ ３０ 保護コーティング硬化装置 ３２ 外径測定装置 ３４ キャップスタン ４２ 内側層（一次保護コーティング層） ４４ 外側層（二次保護コーティング層）
フロントページの続き (72)発明者 ロバート クラーク ムーア アメリカ合衆国、30076 ジョージア、ロ スウェル、ウォータークレス ドライブ 250 (72)発明者 ジェームス レイモンド ペティス アメリカ合衆国、30147 ジョージア、ス ワニー、グランド ビュー ウェイ 5955 (72)発明者 カール レイモンド テイラー アメリカ合衆国、30243 ジョージア、ロ ーレンスビル、クラブ ビュー ドライブ 413
Claims (3)
- 【請求項１】 一次保護コーティング層（４２）とニ次
保護コーティング層（４４）により被覆された光ファイ
バ（２１）を有する二重被覆の光ファイバの硬化方法に
おいて、 （Ａ）光ファイバ（２１）に一次保護コーティング層
（４２）を塗布するステップと、 前記一次保護コーティング層（４２）は、電磁放射源か
らの電磁エネルギーに応答する第１のフォトイニシェー
タを有し、 （Ｂ）前記一次保護コーティング層（４２）の上にニ次
保護コーティング層（４４）を塗布するステップと、 前記ニ次保護コーティング層（４４）は第１のフォトイ
ニシェータよりも電磁放射源に対する応答性の悪い第２
フォトイニシェータを含有し、 （Ｃ）前記一次保護コーティング層（４２）とニ次保護
コーティング層（４４）を硬化するために、電磁放射源
に前記二重被覆光ファイバを露出するステップと、 からなり、前記一次保護コーティング層（４２）は、前
記ニ次保護コーティング層（４４）よりも速く硬化する
ことを特徴とする二重被覆保護層を有する光ファイバの
硬化方法。 - 【請求項２】 前記電磁放射源は、第２波長よりも第１
波長でより多くのエネルギーを放射し、 前記第１フォトイニシェータは第２波長よりも第１波長
での放射エネルギーにより多く反応し、 前記第２フォトイニシェータは第１波長よりも第２波長
での放射エネルギーにより多く反応することを特徴とす
る請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記第１と第２のフォトイニシェータ
は、前記電磁放射源からの所定波長に反応し、前記第１
のフォトイニシェータの濃度と前記第２のフォトイニシ
ェータの濃度は異なり、その結果、一次保護コーティン
グ層（４２）はニ次保護コーティング層（４４）よりも
速く硬化することを特徴とする請求項１の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12951493A | 1993-09-30 | 1993-09-30 | |
| US129514 | 1993-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07168069A true JPH07168069A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3096584B2 JP3096584B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=22440351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06257362A Expired - Fee Related JP3096584B2 (ja) | 1993-09-30 | 1994-09-28 | 二重被覆保護層を有する光ファイバおよびその硬化方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0646552B1 (ja) |
| JP (1) | JP3096584B2 (ja) |
| CA (1) | CA2131078C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6173102B1 (en) | 1997-01-20 | 2001-01-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated optical fiber and its manufacturing method |
| JP2002541282A (ja) * | 1999-04-01 | 2002-12-03 | アルカテル | 光ファイバを被覆するためのフッ素化ジオールに基づくポリウレタンアクリレートまたはビニル型高分子材料 |
| JP2012128018A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Morita Mfg Co Ltd | 中空導波路、及びレーザ治療器具 |
| JP2013020111A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Nof Corp | 光学用フィルム |
| JP2018177630A (ja) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法 |
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| FR2765346B1 (fr) * | 1997-06-26 | 1999-09-24 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de fabrication d'un conducteur optique |
| US20020106173A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-08-08 | Peter Stupak | Ultraviolet curable coatings for optical fiber for wet-on-wet application |
| US6628875B2 (en) * | 2001-07-20 | 2003-09-30 | Corning Incorporated | Optical fibers possessing a primary coating with a higher degree of cure and methods of making |
| US20040179799A1 (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-16 | Kariofilis Konstadinidis | Fiber optic cable comprising a core surrounded by coating having a radially-varying elastic modulus |
| AU2007361213B2 (en) * | 2007-11-06 | 2014-03-20 | Prysmian S.P.A. | Process for manufacturing an optical fiber and an optical fiber so obtained |
| CN104536086A (zh) * | 2007-11-06 | 2015-04-22 | 普睿司曼股份公司 | 用于制造光纤的方法以及这样获得的光纤 |
| US10222547B2 (en) | 2015-11-30 | 2019-03-05 | Corning Incorporated | Flame-retardant optical fiber coating |
| US10167396B2 (en) | 2017-05-03 | 2019-01-01 | Corning Incorporated | Low smoke fire-resistant optical ribbon |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0658452B2 (ja) * | 1985-01-18 | 1994-08-03 | 古河電気工業株式会社 | 光フアイバ心線 |
| JPH0776119B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1995-08-16 | 住友電気工業株式会社 | 光フアイバの製造方法 |
| JPH01167264A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Fujikura Ltd | 光ファイバの被覆方法 |
| US5015068A (en) * | 1990-02-15 | 1991-05-14 | At&T Bell Laboratories | Coated optical fiber and methods of making |
-
1994
- 1994-08-29 CA CA002131078A patent/CA2131078C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-21 EP EP94306933A patent/EP0646552B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-21 DE DE69407378T patent/DE69407378T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-28 JP JP06257362A patent/JP3096584B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002541282A (ja) * | 1999-04-01 | 2002-12-03 | アルカテル | 光ファイバを被覆するためのフッ素化ジオールに基づくポリウレタンアクリレートまたはビニル型高分子材料 |
| JP4763893B2 (ja) * | 1999-04-01 | 2011-08-31 | アルカテル−ルーセント | 光ファイバを被覆するためのフッ素化ジオールに基づくポリウレタンアクリレートまたはビニル型高分子材料 |
| JP2012128018A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Morita Mfg Co Ltd | 中空導波路、及びレーザ治療器具 |
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| DE69407378T2 (de) | 1998-04-16 |
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