JPH09278495A - 光ファイバの被膜形成と硬化を高速で行う方法 - Google Patents
光ファイバの被膜形成と硬化を高速で行う方法Info
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- JPH09278495A JPH09278495A JP8097239A JP9723996A JPH09278495A JP H09278495 A JPH09278495 A JP H09278495A JP 8097239 A JP8097239 A JP 8097239A JP 9723996 A JP9723996 A JP 9723996A JP H09278495 A JPH09278495 A JP H09278495A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバの製造において、高速な被膜形
成、高エネルギー効率を実現する。 【解決手段】 一層の冷却後、部分的に硬化された被膜
はリール上での紫外線光への暴露によって完全に硬化さ
れる。リール上での暴露は延伸タワーの巻き取りリール
へのファイバの巻き取りが進行中、このリール上で行わ
れるか、巻き取りリールへの巻き取りが完了し、巻き取
りラインから取り外した後にオフ・ライン（非直結で）
行うことができる。リール上での暴露は巻き取りリール
への巻き取り時、あるいは巻き取りリールから引き出し
時に都合よく行われるため、リール上に巻き取られた各
層のファイバは等しく紫外線光に暴露される。紫外線光
を照射するこの方法によると二回目の暴露に於けるエネ
ルギー効率は少なくとも１０倍から１０００倍程度まで
改善される。ファイバの一次被膜の引き抜き強度と機械
弾性率は増大する。
成、高エネルギー効率を実現する。 【解決手段】 一層の冷却後、部分的に硬化された被膜
はリール上での紫外線光への暴露によって完全に硬化さ
れる。リール上での暴露は延伸タワーの巻き取りリール
へのファイバの巻き取りが進行中、このリール上で行わ
れるか、巻き取りリールへの巻き取りが完了し、巻き取
りラインから取り外した後にオフ・ライン（非直結で）
行うことができる。リール上での暴露は巻き取りリール
への巻き取り時、あるいは巻き取りリールから引き出し
時に都合よく行われるため、リール上に巻き取られた各
層のファイバは等しく紫外線光に暴露される。紫外線光
を照射するこの方法によると二回目の暴露に於けるエネ
ルギー効率は少なくとも１０倍から１０００倍程度まで
改善される。ファイバの一次被膜の引き抜き強度と機械
弾性率は増大する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はポリマーで被膜形成
した光ファイバを製作する各方法、特に、ファイバに被
膜を形成し、硬化する各改良を加えた方法に関する。改
良を加えた各方法によれば、高速、改善された被膜の形
成と、より低い処理コスト及び高いエネルギー効率とが
達成される。
した光ファイバを製作する各方法、特に、ファイバに被
膜を形成し、硬化する各改良を加えた方法に関する。改
良を加えた各方法によれば、高速、改善された被膜の形
成と、より低い処理コスト及び高いエネルギー効率とが
達成される。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは現代の電気通信システムに
於ける重要な要素である。光ファイバは長距離にわたり
極めて少ない減衰で大量の情報を含む光信号を発信する
ことのできるガラスから成る細いガラス・ストランドで
ある。要するに、光ファイバ第二（低）屈折率をもつク
ラッドで包み込み、第一屈折率を有するコアを特徴とす
る小径の導波管である。臨界許容角よりも小さな角度で
コアに入射する光線にはファイバ・コアの内部で内部全
反射が生じる。この光線は最小の減衰でファイバの軸に
沿い導かれる。通常の光ファイバは屈折率を制御する低
濃度のドーピング・エージェントを含む高純度のシリカ
で形成する。
於ける重要な要素である。光ファイバは長距離にわたり
極めて少ない減衰で大量の情報を含む光信号を発信する
ことのできるガラスから成る細いガラス・ストランドで
ある。要するに、光ファイバ第二（低）屈折率をもつク
ラッドで包み込み、第一屈折率を有するコアを特徴とす
る小径の導波管である。臨界許容角よりも小さな角度で
コアに入射する光線にはファイバ・コアの内部で内部全
反射が生じる。この光線は最小の減衰でファイバの軸に
沿い導かれる。通常の光ファイバは屈折率を制御する低
濃度のドーピング・エージェントを含む高純度のシリカ
で形成する。
【０００３】商用光ファイバには機械的な磨耗と微少な
曲げ応力から光ファイバを保護するウレタン・アクリレ
ート被膜のようなポリマー被膜が形成されている。この
被膜は、通常、ファイバの延伸成形の直後に塗布され、
延伸、被膜形成及び硬化の連続プロセスに於いて紫外線
光によってオン・ライン（直結）で硬化される。被膜形
成されたファイバはリールに巻き取られて保存される。
曲げ応力から光ファイバを保護するウレタン・アクリレ
ート被膜のようなポリマー被膜が形成されている。この
被膜は、通常、ファイバの延伸成形の直後に塗布され、
延伸、被膜形成及び硬化の連続プロセスに於いて紫外線
光によってオン・ライン（直結）で硬化される。被膜形
成されたファイバはリールに巻き取られて保存される。
【０００４】ファイバに被膜を形成し、硬化する通常の
プロセスには硬化速度とコスト及びエネルギー効率上の
問題がある。硬化ステップは前記連続プロセスの速度に
制約を加える比較的低速なステップである。延伸と被膜
形成はより高い速度で実施できるが、硬化ステップによ
って一般的な商用の各プロセスの速度は約５ｍ／秒に制
約されてしまった。高出力の紫外線ランプから得られる
紫外線の強度には実際上の限界があるため、延伸速度を
上げると、被膜形成した光ファイバをより長い距離にわ
たり照射する、より長い高出力ランプ・システムの使用
が通常必要になる。高出力紫外線ランプは高価であり、
硬化のために延伸タワーの上部に拡大した垂直空間を取
り入れる必要があるため、前記構成を変更することは大
きな費用を要する。連続硬化もエネルギー活用上効率的
でない。通常、移動する被膜形成光ファイバは一方の焦
点に紫外線ランプを有する円筒形楕円反射器の別な焦点
を通過する。
プロセスには硬化速度とコスト及びエネルギー効率上の
問題がある。硬化ステップは前記連続プロセスの速度に
制約を加える比較的低速なステップである。延伸と被膜
形成はより高い速度で実施できるが、硬化ステップによ
って一般的な商用の各プロセスの速度は約５ｍ／秒に制
約されてしまった。高出力の紫外線ランプから得られる
紫外線の強度には実際上の限界があるため、延伸速度を
上げると、被膜形成した光ファイバをより長い距離にわ
たり照射する、より長い高出力ランプ・システムの使用
が通常必要になる。高出力紫外線ランプは高価であり、
硬化のために延伸タワーの上部に拡大した垂直空間を取
り入れる必要があるため、前記構成を変更することは大
きな費用を要する。連続硬化もエネルギー活用上効率的
でない。通常、移動する被膜形成光ファイバは一方の焦
点に紫外線ランプを有する円筒形楕円反射器の別な焦点
を通過する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、心合わせを容
易にするには、焦点に集中させた紫外線光の直径を光フ
ァイバーの直径よりも大きくしなければならない。通
常、一回の照射で被膜が吸収するのは紫外線光の僅か数
パーセントに過ぎない。
易にするには、焦点に集中させた紫外線光の直径を光フ
ァイバーの直径よりも大きくしなければならない。通
常、一回の照射で被膜が吸収するのは紫外線光の僅か数
パーセントに過ぎない。
【０００６】従来の連続した被膜形成プロセスに伴うも
う一つの厄介な問題は被膜の硬化が１２０−１５０℃と
推測される高い温度で行われることである。これは被膜
形成時のガラスの温度が高いことと、高出力紫外線ラン
プからの熱及び硬化反応自体で放出される熱のためであ
る。高い硬化温度は機械弾性率（現場弾性率試験で測
定）とファイバの一次被膜引き抜き力（被膜／ガラス密
着性の一測定値）とを含むポリマー被膜の機械特性を損
なうことがある。充分に制御し、安定した機械弾性率と
大きな引き抜き力は共に商用の被膜形成ファイバの被膜
形成にとって重要な要素である。従って、光ファイバの
被膜形成と硬化には改良したプロセスが必要になる。
う一つの厄介な問題は被膜の硬化が１２０−１５０℃と
推測される高い温度で行われることである。これは被膜
形成時のガラスの温度が高いことと、高出力紫外線ラン
プからの熱及び硬化反応自体で放出される熱のためであ
る。高い硬化温度は機械弾性率（現場弾性率試験で測
定）とファイバの一次被膜引き抜き力（被膜／ガラス密
着性の一測定値）とを含むポリマー被膜の機械特性を損
なうことがある。充分に制御し、安定した機械弾性率と
大きな引き抜き力は共に商用の被膜形成ファイバの被膜
形成にとって重要な要素である。従って、光ファイバの
被膜形成と硬化には改良したプロセスが必要になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ファイバの延伸、被膜形
成、紫外線光への暴露をそれぞれオン・ライン（直結
で）方式、高速で行い被膜の部分硬化をする二段階の硬
化プロセスを採用することでファイバの製造速度を実質
上加速させることのできることは出願者には明らかなこ
とである。更なる冷却の行われた後、部分的に硬化され
た被膜はリール上での紫外線光への暴露によって完全に
硬化される。リール上での暴露は延伸タワーの巻き取り
リールへのファイバの巻き取りが進行中、このリール上
で行われるか、巻き取りリールへの巻き取りが完了し、
巻き取りラインから取り外した後にオフ・ライン（非直
結で）行うことができる。リール上での暴露は巻き取り
リールへの巻き取り時、あるいは巻き取りリールからの
引き出し時に都合よく行われるため、リール上に巻き取
られた各層のファイバは等しく紫外線光に暴露される。
紫外線光を照射するこの方法によると二回目の暴露に於
けるエネルギー効率は少なくとも１０倍から１０００倍
程度まで改善される。ファイバ引き抜き強度と機械弾性
率が大きくなる。
成、紫外線光への暴露をそれぞれオン・ライン（直結
で）方式、高速で行い被膜の部分硬化をする二段階の硬
化プロセスを採用することでファイバの製造速度を実質
上加速させることのできることは出願者には明らかなこ
とである。更なる冷却の行われた後、部分的に硬化され
た被膜はリール上での紫外線光への暴露によって完全に
硬化される。リール上での暴露は延伸タワーの巻き取り
リールへのファイバの巻き取りが進行中、このリール上
で行われるか、巻き取りリールへの巻き取りが完了し、
巻き取りラインから取り外した後にオフ・ライン（非直
結で）行うことができる。リール上での暴露は巻き取り
リールへの巻き取り時、あるいは巻き取りリールからの
引き出し時に都合よく行われるため、リール上に巻き取
られた各層のファイバは等しく紫外線光に暴露される。
紫外線光を照射するこの方法によると二回目の暴露に於
けるエネルギー効率は少なくとも１０倍から１０００倍
程度まで改善される。ファイバ引き抜き強度と機械弾性
率が大きくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図面を参照する。本発明の各長
所、性質、各種特別な特徴は付属図面に関し、以下に詳
述する各例証実施例を考察すればもっと詳しく明らかに
なる。以上の図は本発明の概念を説明することがその目
的であり、グラフを除き、図面は一定な尺度で作成され
たものではない。図１はポリマー被膜形成光ファイバを
製作する改良プロセスの概略構成図である。ブロックＡ
に示す第一ステップでは無被膜のファイバーが形成され
る。好適には、ファイバの形成はガラス・プレフォーム
（予備形成体）からの延伸で行われる。ファイバの延伸
は速い速度、好適には、１０ー２０ｍ／秒、又はこれ以
上の範囲で行われる点でこのファイバ形成方式は従来確
立された方式とは異なる。
所、性質、各種特別な特徴は付属図面に関し、以下に詳
述する各例証実施例を考察すればもっと詳しく明らかに
なる。以上の図は本発明の概念を説明することがその目
的であり、グラフを除き、図面は一定な尺度で作成され
たものではない。図１はポリマー被膜形成光ファイバを
製作する改良プロセスの概略構成図である。ブロックＡ
に示す第一ステップでは無被膜のファイバーが形成され
る。好適には、ファイバの形成はガラス・プレフォーム
（予備形成体）からの延伸で行われる。ファイバの延伸
は速い速度、好適には、１０ー２０ｍ／秒、又はこれ以
上の範囲で行われる点でこのファイバ形成方式は従来確
立された方式とは異なる。
【０００９】ブロックＢに示す次のステップは未硬化の
ポリマーを光ファイバに塗布するプロセスである。好適
には、未硬化ポリマーの塗布は延伸したファイバを未硬
化ポリマー液の槽に一回又は、それ以上の回数通過させ
て行う。通常の塗布では、一次（内側）被膜と二次（外
側）被膜から成る二重被膜がファイバに形成される。こ
れらのポリマー被膜はハイドロカーボン・ポリマー、ポ
リエーテル、ポリカーボネート、ポリエステル及びシリ
コンを含む各種ポリマーの内の任意の一種にすることが
できる。一次被膜は柔らかいゴム上のテクスチャ（質
感）を形成するに都合のよい配合であり、しかるに二次
被膜は架橋結合性の一層高い光沢のあるテクスチャを都
合よく形成する。
ポリマーを光ファイバに塗布するプロセスである。好適
には、未硬化ポリマーの塗布は延伸したファイバを未硬
化ポリマー液の槽に一回又は、それ以上の回数通過させ
て行う。通常の塗布では、一次（内側）被膜と二次（外
側）被膜から成る二重被膜がファイバに形成される。こ
れらのポリマー被膜はハイドロカーボン・ポリマー、ポ
リエーテル、ポリカーボネート、ポリエステル及びシリ
コンを含む各種ポリマーの内の任意の一種にすることが
できる。一次被膜は柔らかいゴム上のテクスチャ（質
感）を形成するに都合のよい配合であり、しかるに二次
被膜は架橋結合性の一層高い光沢のあるテクスチャを都
合よく形成する。
【００１０】好適には、ポリマーはウレタン・アクリレ
ートで停止させる。ウレタン・アクリレートで停止させ
たハイドロカーボン・ポリマーから成る被膜は１９９２
年９月８日付けでＰａｕｌ Ｊ． Ｓｈｕｓｔａｃｋに
交付され、“光ファイバ用紫外線硬化性被膜と、これで
被膜形成した光ファイバ”との名称を有する米国特許第
５、１４６、５３１号に記載されている。ウレタン・ア
クリレートで停止させたポリカーボネート・ポリマーか
ら成る被膜は特許協力条約に基づき１９９１年３月２１
日に公開され、“光ガラス・ファイバ用一次被膜の組
成”の名称を有する国際特許出願ＷＯ９１／０３５０３
に記載されている。
ートで停止させる。ウレタン・アクリレートで停止させ
たハイドロカーボン・ポリマーから成る被膜は１９９２
年９月８日付けでＰａｕｌ Ｊ． Ｓｈｕｓｔａｃｋに
交付され、“光ファイバ用紫外線硬化性被膜と、これで
被膜形成した光ファイバ”との名称を有する米国特許第
５、１４６、５３１号に記載されている。ウレタン・ア
クリレートで停止させたポリカーボネート・ポリマーか
ら成る被膜は特許協力条約に基づき１９９１年３月２１
日に公開され、“光ガラス・ファイバ用一次被膜の組
成”の名称を有する国際特許出願ＷＯ９１／０３５０３
に記載されている。
【００１１】ブロックＣに図解した第三ステップはポリ
マー被膜をオン・ライン高速で部分硬化させるプロセス
である。特に、紫外線硬化ランプが高速（１０ー２０ｍ
／秒）ではポリマー被膜を完全に硬化できないが、未硬
化ポリマーで被覆したファイバは前記速度で一つ、又は
それ以上の紫外線ランプの紫外線ビームを通過する。こ
の目的は紫外線ランプを離れるファイバがリール上で一
体に固着することなく、あるいは永久変形することなく
リールに巻き取られるよう、外側ポリマー被膜を充分に
部分硬化させることである。このプロセスでは、好適に
は、５５−７５％の二重結合転化率の硬化が達成され
る。
マー被膜をオン・ライン高速で部分硬化させるプロセス
である。特に、紫外線硬化ランプが高速（１０ー２０ｍ
／秒）ではポリマー被膜を完全に硬化できないが、未硬
化ポリマーで被覆したファイバは前記速度で一つ、又は
それ以上の紫外線ランプの紫外線ビームを通過する。こ
の目的は紫外線ランプを離れるファイバがリール上で一
体に固着することなく、あるいは永久変形することなく
リールに巻き取られるよう、外側ポリマー被膜を充分に
部分硬化させることである。このプロセスでは、好適に
は、５５−７５％の二重結合転化率の硬化が達成され
る。
【００１２】オン・ラインで部分硬化を行う好ましい装
置は紫外線ランプ２０と楕円形断面を有する円筒形反射
器２１から成る図２に記載の従来型紫外線ランプ装置で
ある。紫外線ランプは一本の焦点ラインに沿い都合よく
心合わせされ、反射光がファイバ２２上に集中されるよ
う、別な焦点ラインに沿って前記ファイバを通過させ
る。
置は紫外線ランプ２０と楕円形断面を有する円筒形反射
器２１から成る図２に記載の従来型紫外線ランプ装置で
ある。紫外線ランプは一本の焦点ラインに沿い都合よく
心合わせされ、反射光がファイバ２２上に集中されるよ
う、別な焦点ラインに沿って前記ファイバを通過させ
る。
【００１３】一層の冷却が行われた後に次ぐステップは
リール上でのポリマーの硬化を完成させるプロセスであ
る。好適には、このプロセスは延伸タワーの巻き取りー
ルにファイバがオフ・ラインで巻き取られるときに行わ
れる。これとは別様に、リール間転送のごとく、次いで
行われる巻き取りリールからの巻き出し時にファイバの
硬化をリール上で実行することができる。好適には、本
ステップでファイバの硬化が９０−９５％の二重結合転
化率レベルまで行われる。
リール上でのポリマーの硬化を完成させるプロセスであ
る。好適には、このプロセスは延伸タワーの巻き取りー
ルにファイバがオフ・ラインで巻き取られるときに行わ
れる。これとは別様に、リール間転送のごとく、次いで
行われる巻き取りリールからの巻き出し時にファイバの
硬化をリール上で実行することができる。好適には、本
ステップでファイバの硬化が９０−９５％の二重結合転
化率レベルまで行われる。
【００１４】部分硬化させた光ファイバ３１を巻き付け
たリール３０と、リール軸に平行に伸びる一組の紫外線
ランプ３２（それぞれ一組の電球３３から成る）とから
成り、リール上での硬化を行う装置の概要を図３に図解
する。前記電球からの光をリールに向けて方向設定をす
る反射器３４が設備される。リール軸を中心としたリー
ルの回転によって全量のファイバは紫外線光に暴露され
る。巻き取り時にリールが満杯になるとき、又は巻き返
し時にリールが空になるときに二次硬化は都合よく行わ
れるため、リールに巻き付けた総ての層のファイバは均
等に紫外線光に暴露される。反応効率の最適化のため、
紫外線光を反射し、一本の線又は一つの点に焦点を合わ
せるよりはむしろリールの面を照射させるべきである。
反射器３４は都合よくリールの近傍にまで及び、作業者
を紫外線光への直接的な暴露から保護し、同様な目的か
ら端部シールド（遮蔽体）３５が設備される。
たリール３０と、リール軸に平行に伸びる一組の紫外線
ランプ３２（それぞれ一組の電球３３から成る）とから
成り、リール上での硬化を行う装置の概要を図３に図解
する。前記電球からの光をリールに向けて方向設定をす
る反射器３４が設備される。リール軸を中心としたリー
ルの回転によって全量のファイバは紫外線光に暴露され
る。巻き取り時にリールが満杯になるとき、又は巻き返
し時にリールが空になるときに二次硬化は都合よく行わ
れるため、リールに巻き付けた総ての層のファイバは均
等に紫外線光に暴露される。反応効率の最適化のため、
紫外線光を反射し、一本の線又は一つの点に焦点を合わ
せるよりはむしろリールの面を照射させるべきである。
反射器３４は都合よくリールの近傍にまで及び、作業者
を紫外線光への直接的な暴露から保護し、同様な目的か
ら端部シールド（遮蔽体）３５が設備される。
【００１５】
【実施例】図１の方法と、この方法の光ファイバ製作上
の各長所は以下の引用例を考察することでよく理解する
ことができる。
の各長所は以下の引用例を考察することでよく理解する
ことができる。
【００１６】光ファイバが各種速度で巻き出されるとき
にファイバ・リールを照射する紫外線Ａ−黒色光ランプ
を用いリール上硬化の実験を行った。装置の構成が図３
に図解されている。実験にはＳｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｃｏｒｐ．社のＸＸ−１５Ａ黒色ランプが使われた。こ
の黒色ランプの全出力はそれぞれ１５Ｗで、各ランプか
ら１０インチの距離に強度が約１ｍＷ／ｃｍ2の紫外線
Ａを出力する。各ランプの長さは１２インチで、蛍光ラ
ンプの取り付け器具に類似し、一体構成のアルミ反射器
を備えた標準型取り付け器具にそれぞれ一組ずつ取り付
けてある。２個又は４個のランプ取り付け器具をリール
の周囲に配し、リールの照射を４個又は８個のランプで
行う構成で実験を実施した。
にファイバ・リールを照射する紫外線Ａ−黒色光ランプ
を用いリール上硬化の実験を行った。装置の構成が図３
に図解されている。実験にはＳｐｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｃｏｒｐ．社のＸＸ−１５Ａ黒色ランプが使われた。こ
の黒色ランプの全出力はそれぞれ１５Ｗで、各ランプか
ら１０インチの距離に強度が約１ｍＷ／ｃｍ2の紫外線
Ａを出力する。各ランプの長さは１２インチで、蛍光ラ
ンプの取り付け器具に類似し、一体構成のアルミ反射器
を備えた標準型取り付け器具にそれぞれ一組ずつ取り付
けてある。２個又は４個のランプ取り付け器具をリール
の周囲に配し、リールの照射を４個又は８個のランプで
行う構成で実験を実施した。
【００１７】ファイバ表面での実際の照射線量をチェッ
クするため、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｇｈｔ
Ｌｉｇｈｔｂｕｇ社のモニターをリールに取り付け、
これを使用して２個の取り付け器具（４個のランプ）の
電源をｏｎした運転時の紫外線の強度をモニターした。
角位置の関数としての紫外線強度を図４に示す。理解さ
れるように、紫外線の合計強度はリール面の半分を照射
する２．５ｍＷ／ｃｍ2の強度にほぼ等しい。ランプ取
り付け器具が４個（８個のランプ）の場合、特別な２個
の取り付け器具からの紫外線でリールの裏面が照射され
るため、紫外線の合計強度はリール全面の強度２．５ｍ
Ｗ／ｃｍ2にほぼ等しい。
クするため、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｇｈｔ
Ｌｉｇｈｔｂｕｇ社のモニターをリールに取り付け、
これを使用して２個の取り付け器具（４個のランプ）の
電源をｏｎした運転時の紫外線の強度をモニターした。
角位置の関数としての紫外線強度を図４に示す。理解さ
れるように、紫外線の合計強度はリール面の半分を照射
する２．５ｍＷ／ｃｍ2の強度にほぼ等しい。ランプ取
り付け器具が４個（８個のランプ）の場合、特別な２個
の取り付け器具からの紫外線でリールの裏面が照射され
るため、紫外線の合計強度はリール全面の強度２．５ｍ
Ｗ／ｃｍ2にほぼ等しい。
【００１８】リール数個はアクリレートを基材としたフ
ァイバが硬化不足になった。被膜は硬化不足で、赤外線
分光分析法で測定した一次の硬化レベルはそれぞれ６０
−７０％であった。各リールには、通常、２０ｋｍのフ
ァイバが巻き取られていた。
ァイバが硬化不足になった。被膜は硬化不足で、赤外線
分光分析法で測定した一次の硬化レベルはそれぞれ６０
−７０％であった。各リールには、通常、２０ｋｍのフ
ァイバが巻き取られていた。
【００１９】硬化レベルを高めるため、ファイバを巻き
取りリール（照射されない）に巻き出し、ランプの点灯
と同時にファイバの再巻き返しを行った。巻き出しリー
ルのファイバの硬化レベルが確実に定常値に達するよ
う、２ｋｍ長さのファイバを巻き返した。次いで、ファ
イバをカットし、赤外線分析により数メートル区間を採
取して巻き出しリールのファイバを検査した。赤外線ラ
ンプにより増大された硬化はリールに巻き取った（ファ
イバの）約７５０ｍ、あるいはリールに緊密に巻き取っ
た光ファイバの約全３層に及ぶことが確認された。（各
一層の光ファイバの実長はほぼ１５０ｍであるが、これ
は巻き取られた光ファイバ層が緊密でないためであ
る。）この透過深度からは紫外線の透過は充分で、各フ
ァイバ層の上側から下側まで均一な硬化が保証されるこ
とが暗示される。ファイバの最上層の硬化値は各再巻き
返し速度での定常的な硬化度の測定値として採用され
る。
取りリール（照射されない）に巻き出し、ランプの点灯
と同時にファイバの再巻き返しを行った。巻き出しリー
ルのファイバの硬化レベルが確実に定常値に達するよ
う、２ｋｍ長さのファイバを巻き返した。次いで、ファ
イバをカットし、赤外線分析により数メートル区間を採
取して巻き出しリールのファイバを検査した。赤外線ラ
ンプにより増大された硬化はリールに巻き取った（ファ
イバの）約７５０ｍ、あるいはリールに緊密に巻き取っ
た光ファイバの約全３層に及ぶことが確認された。（各
一層の光ファイバの実長はほぼ１５０ｍであるが、これ
は巻き取られた光ファイバ層が緊密でないためであ
る。）この透過深度からは紫外線の透過は充分で、各フ
ァイバ層の上側から下側まで均一な硬化が保証されるこ
とが暗示される。ファイバの最上層の硬化値は各再巻き
返し速度での定常的な硬化度の測定値として採用され
る。
【００２０】一次の初期硬化レベルが７０％であったフ
ァイバを４個又は８個の紫外線ランプを使用して再硬化
した結果を図５に示す。合計出力が６０Ｗである４個の
紫外線ランプを使用して高めた硬化度は８ｍ／秒の巻き
返し速度では９２％で、より低速になり、硬度は更に改
善される。紫外線ランプが８個のとき、再巻き返し速度
が８ｍ／秒でも必ず完全な硬化となる。
ァイバを４個又は８個の紫外線ランプを使用して再硬化
した結果を図５に示す。合計出力が６０Ｗである４個の
紫外線ランプを使用して高めた硬化度は８ｍ／秒の巻き
返し速度では９２％で、より低速になり、硬度は更に改
善される。紫外線ランプが８個のとき、再巻き返し速度
が８ｍ／秒でも必ず完全な硬化となる。
【００２１】この二段階の硬化プロセスの各長所は相当
重要なものである。ライン速度が高ければ、処理量は比
例して増大する。しかも、驚くべきことに、リール上で
行う二次硬化では必要な紫外線出力を数十倍から数千倍
量だけ減少する。約１００％の紫外線光が被膜の形成に
吸収されるよう、全量の紫外線光をリール面に結像させ
ることができる。その上、重合反応を誘導する上で更に
効率のよい、より低レベルの紫外線出力ではより長い時
間に亘り紫外線照射ができる。更に又、ファイバは最終
の硬化が行われる前に加熱温度から、好適には、５０℃
以下の温度まで冷却されるので第三の長所が生まれる。
この第三の長所によって引き抜き強度が大きく、現場弾
性率の高い改善された硬化が達成される。
重要なものである。ライン速度が高ければ、処理量は比
例して増大する。しかも、驚くべきことに、リール上で
行う二次硬化では必要な紫外線出力を数十倍から数千倍
量だけ減少する。約１００％の紫外線光が被膜の形成に
吸収されるよう、全量の紫外線光をリール面に結像させ
ることができる。その上、重合反応を誘導する上で更に
効率のよい、より低レベルの紫外線出力ではより長い時
間に亘り紫外線照射ができる。更に又、ファイバは最終
の硬化が行われる前に加熱温度から、好適には、５０℃
以下の温度まで冷却されるので第三の長所が生まれる。
この第三の長所によって引き抜き強度が大きく、現場弾
性率の高い改善された硬化が達成される。
【００２２】前述の各実施例は本発明の原理の応用が示
される数多くの実際にあり得る特定な実施例の内の僅か
に数例だけを例証しているに過ぎないことを理解する必
要がる。当該技術分野に精通した者であれば本発明の精
神と範囲から逸脱することなく数多い別種の装置を作成
することができる。
される数多くの実際にあり得る特定な実施例の内の僅か
に数例だけを例証しているに過ぎないことを理解する必
要がる。当該技術分野に精通した者であれば本発明の精
神と範囲から逸脱することなく数多い別種の装置を作成
することができる。
【図１】ポリマーで被膜形成したファイバを製作する個
々のステップを示す概略構成図である。
々のステップを示す概略構成図である。
【図２】図１に記載するプロセスにおけるオン・ライン
部分硬化に有用な装置である。
部分硬化に有用な装置である。
【図３】図１のプロセスでリール上の最終硬化を行う好
ましい装置である。
ましい装置である。
【図４】図３に記載する装置のリール上、角位置の関数
として紫外線強度を図式で表した実例である。
として紫外線強度を図式で表した実例である。
【図５】数種の速度で巻き返しが行われる期間に硬化が
行われた光ファイバの硬化レベルを示す。
行われた光ファイバの硬化レベルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダリル レネイア ブラウンロウ アメリカ合衆国 08807 ニュージャーシ ィ，ブリッジウォーター，サニー スロー プ ロード 501 (72)発明者 アレックス ハリス アメリカ合衆国 07040 ニュージャーシ ィ，メイプルウッド，ケンシントン トレ イル 21 (72)発明者 ニコラス ジェームス レヴィノス アメリカ合衆国 08827 ニュージャーシ ィ，ハンプトン，ボックス 655，アール デー ２，メイン ストリート 163 (72)発明者 ロバート クラーク モアー アメリカ合衆国 30076 ジョージア，ロ ーズウェル，ウォータークレス ドライヴ 250 (72)発明者 ロイド シェファード アメリカ合衆国 07940 ニュージャーシ ィ，マディソン，サムソン アヴェニュー 61
Claims (6)
- 【請求項１】 ポリマー被膜形成の光ファイバを製作す
る方法であって、 無被膜の光ファイバを形成するするステップと、 該光ファイバに未硬化ポリマーの被膜を塗布するステッ
プと、 該ポリマーを完全に硬化させるには速過ぎる速度に於い
てオン・ラインで該未硬化ポリマーの被膜を部分硬化す
るステップと、 該光ファイバをリールに巻き取るステップと、 該リール上で該ポリマーの被膜を安全に硬化するステッ
プとを含む方法。 - 【請求項２】 該無被膜の光ファイバの形成はプレフォ
ーム（予備形成体）から該ファイバを延伸させることで
行い、該未硬化ポリマーの該延伸ファイバへの塗布はオ
ン・ラインで行う、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 該未硬化ポリマーの被膜が、該ファイバ
を紫外線光源に通過させることで部分的に硬化される、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 該部分的に硬化させたファイバの被膜が
Ｔ≦５０℃の温度で完全に硬化される、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項５】 部分的に硬化させたポリマー被膜形成の
光ファイバを硬化する方法であって、 該ファイバをリールに巻き付けるステップと、 該ファイバが該リールに巻き取られるときに該リールを
紫外線光に暴露させるステップとを含む方法。 - 【請求項６】 部分的に硬化させたポリマー被膜形成の
光ファイバを硬化する方法であって、 該ファイバをリールに巻き付けるステップと、 該リールから該ファイバを巻き出すステップと、 該ファイバが該リールから巻き出されているときに該リ
ールを紫外線光に暴露させるステップとを含む方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8097239A JPH09278495A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 光ファイバの被膜形成と硬化を高速で行う方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8097239A JPH09278495A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 光ファイバの被膜形成と硬化を高速で行う方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09278495A true JPH09278495A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14187070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8097239A Pending JPH09278495A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 光ファイバの被膜形成と硬化を高速で行う方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09278495A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019064854A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線の製造装置 |
| JP2019064855A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線の製造装置 |
| JP2020016798A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 株式会社フジクラ | 光ファイバの製造方法 |
| JP2020026365A (ja) * | 2018-08-10 | 2020-02-20 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63123464A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 線状物体の被覆方法 |
| JPH01278435A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-08 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ガラス系光ファイバの製造方法 |
| JPH05306148A (ja) * | 1992-05-01 | 1993-11-19 | Fujikura Ltd | 光硬化装置 |
| JPH0649733A (ja) * | 1992-05-15 | 1994-02-22 | Vetrotex France Sa | 連続糸の製造方法 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP8097239A patent/JPH09278495A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| JPS63123464A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 線状物体の被覆方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2019064854A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線の製造装置 |
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| US11465317B2 (en) | 2018-08-10 | 2022-10-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing optical fiber |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070213 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070511 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071105 |