JPH0776119B2 - 光フアイバの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光フアイバの製造方法に関し、詳しくは光フア
イバの線引工程において、樹脂を用いて光フアイバに保
護被覆を施す方法の改良に係わるものである。

〔従来の技術〕

光フアイバ母材から線引きされたまゝの光フアイバは一
般に細径で機械的強度も小さいため、強度を向上し、ま
た取扱い容易とする等の目的で、この線引工程で樹脂等
を被覆して保護層を形成することが行なわれている。こ
のような光ファイバの被覆材料としては、従来の熱硬化
性樹脂にかわつて、硬化がはやく、特性の良い光硬化性
樹脂が主流となりつつある。

光硬化性樹脂は、硬化時の照射光量によつて硬化後の樹
脂の物性例えばヤング率・破断伸び等が大きく異なると
いう特徴を有する。このために、特性の良い光硬化性樹
脂被覆光フアイバを製造する上で、照射光量を精度良く
管理することは非常に重要である。しかしながら、現実
には樹脂の照射光量を正確に把握するのは容易なことで
はない。というのは、現在広く採用されている光フアイ
バの被覆構造は、光硬化性樹脂を２層以上コーテイング
したものであり、このような多層被覆構造では、外層の
樹脂を硬化させる際にその照射光が内層の樹脂にまで到
達するため、その分を計算あるいは実測によつて算出
し、加える必要があるからである。この外層樹脂を硬化
させる際の内層樹脂への光の到達量は、当然ながら、外
層樹脂の種類，厚さ，カラーインク等の添加などにより
複雑に変化するため、内層の樹脂の真の照射光量を求め
ることは事実上不可能であつた。

そのため、従来技術では照射光量の下限のみを定め、そ
れ以上の光量があたつていれば良いという考え方で光量
の管理をしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、近年、光硬化性樹脂で被覆した光フアイ
バにおいて樹脂を硬化する際の照射光量が多くなると、
被覆層中での水素の発生量が増加する、あるいは被覆層
の劣化が早く進行し、光フアイバ伝送特性を低下させる
等の併害があることが判明してきている。つまり、従来
のように照射光量をその下限値のみで管理する方法には
非常に問題があると考えられるが、上述のように照射光
量を完全に把握することは大変困難であつた。

本発明の目的は、このような現状での問題点を解決し
て、被覆樹脂の照射光量を管理した光硬化を可能とし、
伝送特性に優れ高品質な被覆光フアイバを製造する方法
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は光フアイバ母材を加熱溶融・延伸して光フアイ
バとし、該光フアイバの周囲に光硬化性樹脂をコーテイ
ングして硬化させることにより複数層の保護被覆を有す
る光フアイバを製造する方法において、該保護被覆層数
をｎ（ｎ≧２）とすると内側から第ｋ番目（ｎ−１≧ｋ
≧１）の被覆層の樹脂中の反応開始剤の特性波長域が、
第（ｋ＋１）番目以降の被覆層の樹脂を硬化させるため
に照射する光の特性波長域からはずれるようにして被覆
を行なうことを特徴とする光ファイバの製造方法に関す
るものである。

本発明においては、上記の光硬化性樹脂として紫外線硬
化性ウレタンアクリレート樹脂，紫外線硬化性エポキシ
アクリレート樹脂，紫外線硬化性シリコンアクリレート
樹脂又は紫外線硬化性シリコン樹脂等を用い、照射する
光の特性波長域は紫外線フイルターにより定めて行なう
ことが特に好ましい。

従来の問題点を解決するための手段として、本発明は被
覆各層の光硬化性樹脂中に添加しておく反応開始剤をそ
の特性波長域が少しずつずれるように種類を選択し、添
加する。すなわち、本発明はｎ（ｎ≧２）層の被覆を形
成するにあたり、第ｋ（ｎ−１≧ｋ≧１）層を硬化させ
るために照射する光の特性波長が、その層より外側の層
つまりｋ＋１層以降を構成している樹脂中の反応開始剤
の特性波長域からずれるようにしておくことを特徴とす
る。なお、照射光の特性波長は、例えばランプと紫外線
フイルターの組合せ等により定めることができる。

本発明に用いることのできる光硬化性樹脂としては、例
えば光硬化性シリコン樹脂・光硬化性ウレタンアクリレ
ート樹脂，光硬化性エポキシアクリレート樹脂，光硬化
性シリコンアクリレート樹脂，光硬化性ポリカーボネー
ト系アクリレート樹脂及び光硬化性ポリエステルアクリ
レート樹脂等が挙げられる。

本発明に用いることのできる上記の光硬化性樹脂中に含
まれる反応開始剤としては、種々の公知の開示剤を用い
ることができる。例えばベンゾフエノン、チオキサンソ
ン、ベンゾインイソブチルエーテル、4,4−ビスジメチ
ルアミノベンゾフエノン、チバガイギー社製のイルガキ
ユア（商品名）184,同500,同651,同90、メルク社製のダ
ロキユア（商品名）1116,同1173,同953等が挙げられ
る。

樹脂層被覆を形成する方法は特に限定されるところはな
く、公知の技術例えばダイスを用いて当該被覆樹脂（未
硬化）液を塗布した後に硬化ランプの照射光中を通過さ
せて硬化させる、或いはスプレーを用いて当該被覆樹脂
（未硬化）液をフアイバ表面に吹きつけた後硬化ランプ
を用いて硬化させる等の方法が挙げられる。

照射光は反応開始剤の特性波長域に相当した波長のもの
を用いるが、紫外線ランプと紫外線フイルターを組合せ
る方法は、容易に相当波長の光を得ることができて便利
である。また、ランプ自体に特定の発光波長を有するも
のを用いても良い。照射光量は出力及び／又は照射時間
を調節することで制御できる。

なお、本発明において被覆を形成される光フアイバとし
ては、通常のガラス光フアイバ例えば石英ガラス系光フ
アイバ等が挙げられる。

第１図は本発明を実施するための光フアイバ製造装置の
一具体例の構成を示す図で、光フアイバ母材１から線引
炉２を経て線引きされた光フアイバ３の外周に、１層目
被覆用の液状光硬化性樹脂４を１層目用コーテイングダ
イス５により塗布し、続いて１層目用硬化ランプ６で光
硬化性樹脂４の特性波長に合致する波長の光を照射して
硬化させて、１層目被覆を形成する。次に２層目被覆用
の液状光硬化性樹脂７を２層目用コーテイングダイス８
で塗布し、２層目用硬化ランプ９で照射して硬化させる
が、ランプ９の光はフイルター10を通すことにより２層
目用光硬化性樹脂７の特性波長に合致する光のみに照射
されるので、第１層目被覆用の光硬化性樹脂４はこのと
きの照射光によって何らの影響も受けない。以上のよう
にして２層の被覆を形成した後に該被覆フアイバを巻取
器11で巻取る。

〔作 用〕

光硬化性樹脂の硬化は樹脂中に添加された反応開始剤か
らのラジカル生成によつて進行する。また、反応開始剤
からのラジカル生成は、その反応開始剤に特有の特定波
長域に含まれる波長の光が照射された場合に生じる。

本発明は前記のように最外層のｎ層までの被覆の特性波
長が少しずつずれるように反応開始剤を選んであるの
で、例えばｋ＋１（ｎ≧ｋ＋１≧２）層の硬化にはこの
層に添加した反応開始剤の特性波長に相当してラジカル
を生成させる波長の光を照射するので、ｋ層までの特性
波長が異つている各層の樹脂中では最早ラジカルは生成
しない。従つて被覆各層の照射光量としては、夫々の層
を硬化させるために用いたランプ等の光源の照射光量の
みを考えればよいので、光量の把握・管理が容易に可能
である。又、光源とフイルタの組合せによつて、種々の
波長域の照射光を容易に得ることができる。

〔実施例〕

実施例１ 第１図に示す構成の製造装置を用いて、本発明により、
径125μｍの光フアイバを線引きし、１層目の被覆径が3
00μｍ、２層目被覆径が400μｍとなるように２層の光
硬化性樹脂被覆を形成した。このときの１層目被覆には
反応開始剤としてイルガキユア184（商品名、チバガイ
ギー社製）を２重量％添加した紫外線硬化製ウレタンア
クリレート樹脂を用い、２層目被覆には反応開始剤とし
てイルガキユア907（商品名、チバガイギー社製）を２
重量％添加した紫外線硬化性ウレタンアクリレート樹脂
を用いた。１層目硬化ランプ及び２層目硬化ランプはい
ずれもメタルハライドランプを使用し、２層目硬化ラン
プには市販の金属干渉フイルターを組合せて用いた。

反応開始剤のイルガキユア184とイルガキユア907の特性
波長域を、第２図の波長（nm）を横軸とし、吸光度（Ｔ
％）を縦軸とするグラフに、前者（184）を破線で後者
（907）を実線で示す。一方、メタルハライドランプの
特定波長域を、第３図の横軸波長λ（nm）に対する分光
エネルギー（相対エネルギー：％）を縦軸としたグラフ
に斜線域で示す。第４図には使用したフイルターの特定
波長域を示すが、さらにこれを第２図中にもフイルター
で透過される波長域として斜線域Ａで示した。第２図〜
第４図から明らかなように、本発明によれば、１層目の
硬化過程では第３図のエネルギー分布の光が照射される
ので、反応開始剤の特性波長域が380nmより短波長側に
あり、そのピークが330nm前後にある１層目の樹脂が硬
化される。次の２層目の硬化過程では、その反応開始剤
の特性波長域が350〜420nmの間にある２層の樹脂に対
し、第４図及び第３図のＡ領域に示す370±10nmの光の
みが照射されるので、２層の被覆樹脂は十分に硬化反応
が進むが、１層目の樹脂はこの照射では殆んど硬化反応
は進行せずにすむ。

以上により得られた外径400μｍの２層被覆光フアイバ
（本発明品）の１層目樹脂のゲル分率を測定したとこ
ろ、89％であつた。

なお、ゲル分率は樹脂被覆の一部から試料をとり、この
重量（初期重量）を測定後、ソツクスレー抽出器を用い
て60℃のメチルエチルケトンで12時間抽出し、次に試料
を取り出して乾燥し、このとき乾燥後重量の初期重量に
対する割合を％で示したものである。

ゲル分率が高い程、抽出されない成分、すなわち硬化し
ている成分が多いことを意味するので、樹脂の硬化度が
高いと言える。

比較例１ 光フアイバ線引きと第１層目被覆形成・硬化については
実施例１と全く同様にし、２層目樹脂の供給を止め、２
層目硬化ランプも消して、外径300μｍφの１層被覆の
みを有する光フアイバ（比較品１）を作成した。この１
層目被覆のゲル分率を測定したところ、実施例１と同じ
く89％であつた。

比較例２ 実施例１において２層目硬化ランプのフイルタを取りは
ずして行つた以外は同様にして２層被覆フアイバ（比較
品２）を作製した。ただし、２層目硬化用ランプの照射
光量については、フイルタをはずしたことで異つてくる
ので、実施例１と同じになるようにランプを減光させて
行つた。得られた比較品２の１層目比較のゲル分率は92
％であつた。

以上のように本発明品の一層目被覆樹脂は比較品１と同
じ89％のゲル分率であり、外層被覆時の光照射の影響は
全く受けていないのに対し、比較品２では92％のゲル分
率と３％アツプしている。このことは外層被覆の際の光
照射で第１層目がさらに硬化が進んだことを示してい
る。

以上の実施例、比較例は簡単な２層被覆について示した
が、３層以上に多層被覆の場合も同様に各層毎に照射光
量を管理して作製できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光フアイバの製造方法
は、内層の樹脂の照射光量に全く影響を与えることな
く、外層の樹脂を被覆できるので、従来法よりはるかに
簡単かつ有効に、内層樹脂の照射光量を管理できる。従
つて、本発明は従来のように過量の光照射による水素発
生や劣化を防止することが可能となり、フアイバ寿命の
延期・伝送特性の保持・向上に非常に有効でしかも簡便
な産業上優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光フアイバの製造方法を実施する製造
装置の一例を示す概略図、第２図は反応開始剤イルガキ
ユア184とイルガキユア907の波長特性ならびに実施例１
で用いたフイルタで透過される波長域を示す図表、第３
図はメタルハライドランプの分光エネルギー分布を示す
図表、第４図は本発明の実施例１で用いたフイルタの波
長特性を示す図表である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光フアイバ母材を加熱溶融・延伸して光フ
   アイバとし、該光フアイバの周囲に光硬化性樹脂をコー
   テイングして硬化させることにより複数層の保護被覆を
   有する光フアイバを製造する方法において、該保護被覆
   層数をｎ（ｎ≧２）とすると内側から第ｋ番目（ｎ−１
   ≧ｋ≧１）の被覆層の樹脂中の反応開始剤の特性波長域
   が、第（ｋ＋１）番目以降の被覆層の樹脂を硬化させる
   ために照射する光の特性波長域からはずれるようにして
   被覆を行なうことを特徴とする光フアイバの製造方法。
2. 【請求項２】光硬化性樹脂として紫外線硬化性ウレタン
   アクリレート樹脂，紫外線硬化性エポキシアクリレート
   樹脂，紫外線硬化性シリコンアクリレート樹脂又は紫外
   線硬化性シリコン樹脂を用いて被覆を行なう特許請求の
   範囲第１項に記載される光フアイバの製造方法。
3. 【請求項３】照射する光の特性波長域を紫外線フイルタ
   ーにより定めて行なう特許請求の範囲第１項に記載され
   る光フアイバの製造方法。