(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ裸線の外周に、一次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布する工程ａと、
第１の紫外線照射装置内において、前記一次被覆用の紫外線硬化樹脂に、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下であり、波長３００ｎｍ以上における透過率が９０％以上である透明体を通して紫外線を照射して硬化させ、一次被覆層を形成する工程ｂと、
前記一次被覆層の外周に、二次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布する工程ｃと、
第２の紫外線照射装置内において、前記二次被覆用の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、二次被覆層を形成する工程ｄと、
を具備することを特徴とする被覆光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記透明体は、前記光ファイバ裸線が挿通される筒状体であることを特徴とする請求項１記載の被覆光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記透明体は、前記光ファイバ裸線が挿通される筒状体と光照射ランプとの間に配置されたフィルタであることを特徴とする請求項１記載の被覆光ファイバの製造方法。
【請求項４】
一次被覆用の紫外線硬化樹脂が、Ｎ−ビニル基を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載された被覆光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記被覆光ファイバの製造方法における線引速度は１２００ｍ／分以上であり、連続で線引きする前記被覆光ファイバの長さが１０００ｋｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載された被覆光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被覆光ファイバは、一例として、以下のように製造される。まず、光ファイバ母材をヒータで加熱溶融して延伸し、所定の径を有する光ファイバ裸線を得る。次に、一定温度に加温された液状樹脂が供給されたコーティングダイスに光ファイバ裸線を通過させ、外周に液状樹脂を塗布する。そして、硬化装置によって塗布した液状樹脂を硬化させ、樹脂被覆層（１次被覆層）を形成させる。その後、同様の手順により、さらにもう１層の樹脂被覆層（２次被覆層）を形成させる。
【０００３】
近年、通信容量の増大とともに光ファイバの使用量が増えている。そのため、上述したような被覆光ファイバの製造方法において、製造速度を高めて生産量を増やすために、線引速度を上げる、一度に線引きする光ファイバを長尺化する等の対応策が必要となっている。ところが、これらの対応策を実施すると、光ファイバの１次被覆層と２次被覆層との界面に不均一性が観察される外観不良等の問題が発生することがあった。
【０００４】
１次被覆層と２次被覆層との界面の不均一性は、一次被覆光ファイバを二次被覆用のコーティングダイスに導入する際に、導入孔の内壁やその周辺部に付着した付着物が、通過する一次被覆光ファイバに接触して一次被覆層の表面を粗し、平滑面を乱すことにより生じる。二次被覆用のコーティングダイスへの導入孔の付着物は、一次被覆用樹脂の組成物から揮発したガスが一次被覆ファイバの移動に伴って導入孔に到達し、液化または固化して付着したものである。
【０００５】
このような付着物を減少させるために、例えば、二次被覆用のコーティングダイスへの導入孔に連通するように一次被覆光ファイバ案内孔を形成し、一次被覆光ファイバの表面に随伴してきたガスを二次被覆装置外部へ拡散させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６１９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した方法を用いても、コーティングダイスへの導入孔の内壁や周辺部に付着物が付着することがあり、外観問題を完全に解決するものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、光ファイバ被覆樹脂層における１次被覆層と２次被覆層の界面に観察される不均一性といった外観問題を解決し、製造安定性に優れた被覆光ファイバの製造方法を提供することである。
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明は、光ファイバ裸線の外周に、一次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布する工程ａと、第１の紫外線照射装置内において、前記一次被覆用の紫外線硬化樹脂に、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下であり、波長３００ｎｍ以上における透過率が９０％以上である透明体を通して紫外線を照射して硬化させ、一次被覆層を形成する工程ｂと、前記一次被覆層の外周に、二次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布する工程ｃと、第２の紫外線照射装置内において、前記二次被覆用の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、二次被覆層を形成する工程ｄと、を具備することを特徴とする被覆光ファイバの製造方法である。
【００１０】
透明体は、例えば、光ファイバ裸線が挿通される筒状体とする。また、透明体は、光ファイバ裸線が挿通される筒状体と光照射ランプとの間に配置されたフィルタとしてもよい。なお、透明体は、色つきの部材や半透明の部材を含む。
【００１１】
一次被覆用の紫外線硬化樹脂は、Ｎ−ビニル基を有する化合物を含有することが望ましい。前記被覆光ファイバの製造方法における線引速度は１２００ｍ／分以上であり、連続で線引きする前記被覆光ファイバの長さが１０００ｋｍ以上であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光ファイバ被覆樹脂層における１次被覆層と２次被覆層の界面に観察される不均一性といった外観問題を解決し、製造安定性に優れた被覆光ファイバの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光ファイバの線引き装置の例を示す図
【図２】被覆光ファイバ１９の軸方向の断面図
【図３】紫外線照射装置１１の詳細を示す図
【図４】紫外線照射装置１１ａの詳細を示す図
【図５】界面２７の観察結果を筒状体３５の材質等と共に示す表
【図６】短波長カットフィルターの分光特性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、光ファイバの線引き装置の例を示す図である。図１に示すように、光ファイバの線引き装置は、ヒータ３、コーティングダイス７、第１の紫外線照射装置１１または紫外線照射装置１１ａ、コーティングダイス１３、第２の紫外線照射装置１７、巻取り装置２１等からなる。
【００１５】
図２は、被覆光ファイバ１９の軸方向の断面図を示す。図２に示すように、被覆光ファイバ１９は、光ファイバ裸線５の外周に一次被覆層２３が形成される。また、一次被覆層２３の外周に、二次被覆層２５が形成される。一次被覆層２３および二次被覆層２５は、紫外線硬化樹脂を用いて形成される。
【００１６】
一次被覆層２３を形成するための紫外線硬化樹脂は、光ファイバの被覆用に一般的に用いられる樹脂でよい。特に、一次被覆層２３は硬化性に劣る傾向が見られることから、高速硬化性を有するＮ−ビニル基を有する化合物を含有することが望ましい。二次被覆層２５の形成に用いる原料樹脂は、特に限られるものではなく、光ファイバの被覆用に一般的に用いられる樹脂でよい。例えば、紫外線硬化型ウレタン樹脂、紫外線硬化型（メタ）アクリレート樹脂、紫外線硬化型シリコーン樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂等や、それらの共重合体および混合物等といった光硬化性樹脂が用いられる。
【００１７】
被覆用樹脂の粘度は特に限定されないが、０．１〜１０Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましい。これより低くても高くてもガラスファイバへの塗布性が悪くなるため、寸法安定性が低下する。
【００１８】
図１に示す光ファイバの線引き装置を用いて、図２に示す被覆光ファイバ１９を製造するには、まず、光ファイバ母材１をヒータ３で加熱溶融して延伸し、光ファイバ裸線５を得る。次に、一次被覆用の紫外線硬化樹脂を一定温度に加温して液状としたものを供給口９から供給しつつ、コーティングダイス７に光ファイバ裸線５を導入して、外周に一次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布する。そして、紫外線照射装置１１または紫外線照射装置１１ａ内において、光ファイバ裸線５の外周に塗布した一次被覆用の紫外線硬化樹脂に光を照射し、塗布した液状樹脂を硬化させて一次被覆層２３を形成し、一次被覆光ファイバ１２を得る。
【００１９】
引き続き、二次被覆用の紫外線硬化樹脂を一定温度に加温して液状としたものを樹脂供給口１５から供給しつつ、コーティングダイス１３に一次被覆光ファイバ１２を導入して、一次被覆層２３の外周に二次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布する。そして、紫外線照射装置１７内において、一次被覆層２３の外周に塗布した二次被覆用の紫外線硬化樹脂に光を照射し、塗布した液状樹脂を硬化させて二次被覆層２５を形成し、被覆光ファイバ１９を得る。被覆光ファイバ１９は、巻取り装置２１で巻き取る。
【００２０】
本実施の形態の光ファイバの製造方法では、図１に示す光ファイバの線引き装置のうち、紫外線照射装置１１または紫外線照射装置１１ａによって実施される工程に特徴を有する。図３は、紫外線照射装置１１の詳細を示す図である。図３に示すように、紫外線照射装置１１は、窒素ガス供給用筒体２９、本体３３、筒状体３５、光照射ランプ３７、１対の反射板３９、排気用筒体４１等からなる。
【００２１】
筒状体３５は、本体３３を貫通するように設置される。筒状体３５のコーティングダイス７（図１）側の端部には、窒素ガス供給用筒体２９が設置される。窒素ガス供給用筒体２９には供給口３１が設けられる。窒素ガス供給用筒体２９は、供給口３１から供給された窒素を筒状体３５内に供給する。筒状体３５のコーティングダイス１３（図１）側（下側）の端部には、排気用筒体４１が設置される。排気用筒体４１には排出口４３が設けられる。排気用筒体４１は、筒状体３５内の窒素を排出口４３から外部に排出する。
【００２２】
光照射ランプ３７は、本体３３の内部に設けられる。光照射ランプ３７は、筒状体３５に光を照射する。反射板３９は、本体３３の内部に設けられる。反射板３９は、光照射ランプ３７および筒状体３５を囲むように配置される。反射板３９は、光照射ランプ３７から照射された光を反射する。
【００２３】
紫外線照射装置１１では、筒状体３５を、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体とする。透明体は、色つきのものや半透明のものでもよい。紫外線照射装置１１では、筒状体３５内に窒素を供給しつつ、筒状体３５に一次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布した光ファイバ裸線５を挿通する。そして、一次被覆用の紫外線硬化樹脂に、透明体である筒状体３５を通して紫外線を照射する。
【００２４】
図４は、紫外線照射装置１１ａの詳細を示す図である。図４に示すように、紫外線照射装置１１ａは、図３に示す紫外線照射装置１１とほぼ同様の構成であるが、フィルタ４５をさらに有する。フィルタ４５は、光照射ランプ３７と筒状体３５との間に設置される。光照射ランプ３７は、フィルタ４５を通して筒状体３５に光を照射する。
【００２５】
紫外線照射装置１１ａでは、筒状体３５は、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体に限らない。紫外線照射装置１１ａでは、フィルタ４５を、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体とする。透明体は、色つきのものや半透明のものでもよい。紫外線照射装置１１ａでは、筒状体３５内に窒素を供給しつつ、筒状体３５に一次被覆用の紫外線硬化樹脂を塗布した光ファイバ裸線５を挿通する。そして、一次被覆用の紫外線硬化樹脂に、透明体であるフィルタ４５と筒状体３５とを通して紫外線を照射する。
【００２６】
次に、紫外線照射装置１１、紫外線照射装置１１ａについて、透明体の特性の適正値を確認するために行なった実験について説明する。実験では、図１に示す光ファイバの線引き装置において、紫外線照射装置１１の筒状体３５の材質や厚みを変えたものを７例準備した。また、紫外線照射装置１１ａの筒状体３５の材質や厚みおよびフィルタ４５の材質を変えたものを２例準備した。そして、各線引き装置で光被覆ファイバ１９を製造し、図２に示す一次被覆層２３と二次被覆層２５との界面２７の状態を顕微鏡にて観察した。なお、線引き速度は１５００ｍ／分で行なった。
【００２７】
図５は、界面２７の観察結果を筒状体３５の材質等と共に示す表である。図５中の記号Ａはパイレックス（登録商標）７７４０を、記号Ｂはバイコールガラス７９１３(商品名)を、記号Ｃはテンパックス（登録商標）を示す。これら３種はホウ珪酸ガラスである。また、記号Ｄはソーダ石灰ガラスを、記号Ｅは石英ガラスを示す。さらに、記号Ｆは短波長カットフィルター（朝日分光株式会社、型番ＬＵ０２５０）を、記号Ｇは短波長カットフィルター（朝日分光株式会社、型番ＬＵ０２７５）を示す。図５中の記号×は界面２７に不均一性が観察された場合を、記号○は界面２７に不均一性が観察されなかった場合を示す。
【００２８】
図６は、短波長カットフィルターの分光特性を示す図である。図６の（ａ）図は短波長カットフィルターＬＵ０２５０（朝日分光株式会社、商品名）の、図６の（ｂ）図は短波長カットフィルターＬＵ０２７５（朝日分光株式会社、商品名）の分光特性を示す。
【００２９】
図５に示す例１では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＥ、筒状体３５の厚みを２ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は９２％であった。例１に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察された。
【００３０】
図５に示す例２では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＢ、筒状体３５の厚みを１ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は７５％であった。例２に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察された。
【００３１】
図５に示す例３では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＢ、筒状体３５の厚みを２ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は５６％であった。例３に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察されなかった。
【００３２】
図５に示す例４では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＣ、筒状体３５の厚みを１ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は３０％であった。例４に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察されなかった。
【００３３】
図５に示す例５では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＣ、筒状体３５の厚みを２ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は１１％であった。例５に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察されなかった。
【００３４】
図５に示す例６では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＡ、筒状体３５の厚みを２ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は６％であった。例６に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察されなかった。
【００３５】
図５に示す例７では、紫外線照射装置１１を用い、筒状体３５の材質をＤ、筒状体３５の厚みを１ｍｍとした。透明体である筒状体３５の２７０ｎｍにおける透過率は１％以下であった。例７に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察されなかった。
【００３６】
図５に示す例８では、紫外線照射装置１１ａを用い、筒状体３５の材質をＥとした。また、フィルタ４５にＦを用いた。透明体であるフィルタ４５の２７０ｎｍにおける透過率は９５％であった。例８に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察された。
【００３７】
図５に示す例９では、紫外線照射装置１１ａを用い、筒状体３５の材質をＥとした。また、フィルタ４５にＧを用いた。透明体であるフィルタ４５の２７０ｎｍにおける透過率は１０％であった。例９に示す装置を用いて製造した光被覆ファイバでは、界面２７に不均一性が観察されなかった。
【００３８】
図５に示す結果から、紫外線照射装置１１の筒状体３５として波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体を用いた場合、光被覆ファイバ１９の界面２７に不均一性が生じないことがわかる。また、紫外線照射装置１１ａのフィルタ４５として波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体を用いた場合にも、光被覆ファイバ１９の界面２７に不均一性が生じないことがわかる。
【００３９】
その理由は、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体を通して紫外線を照射した場合、一次被覆用の紫外線硬化樹脂の組成物から揮発する成分の硬化に影響を与える光成分が吸収され、二次被覆用のコーティングダイス１３への導入孔における揮発物の硬化が防止されるためと推測される。なお、波長２７０ｎｍ以上（例えば３００ｎｍ以上）の波長領域での紫外線の透過率が十分に確保されれば（例えば９０％以上）、紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能である。したがって、従来使用されている紫外線硬化樹脂をそのまま使用することが可能である。
【００４０】
このように、本実施の形態によれば、波長２７０ｎｍにおける透過率が６０％以下である透明体を通して紫外線を照射することにより、一次被覆用の紫外線硬化樹脂の組成物から揮発する成分の硬化に影響を与える光成分が吸収され、二次被覆用のコーティングダイス１３への導入孔における揮発物の硬化が防止される。本実施の形態によれば、二次被覆用のコーティングダイス１３への導入孔に付着物が付着せず、一次被覆光ファイバ１２の表面の損傷が防止されるため、１次被覆層２３と２次被覆層２５との界面２７に不均一性が生じることなく、外観不良のない光被覆ファイバ１９を安定して製造できる。
本発明は、線引速度が１２００ｍ／分以上、連続で線引きする光ファイバの長さが１０００ｋｍ以上の場合に特に効果的である。
【００４１】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４２】
５………光ファイバ裸線
７、１３………コーティングダイス
１１、１１ａ、１７………紫外線照射装置
１２………一次被覆光ファイバ
１９………被覆光ファイバ
２３………一次被覆層
２５………二次被覆層
２７………界面
３５………筒状体
３７………光照射ランプ
４５………フィルタ
【図１】
0005535057.tif 000002
【図２】
0005535057.tif 000003
【図３】
0005535057.tif 000004
【図４】
0005535057.tif 000005
【図５】
0005535057.tif 000006
【図６】
0005535057.tif 000007