(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバ素線の硬化度が長さ方向に安定し、連続して生産される光ファイバ素線長を長くすることができる光ファイバ素線の製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバの外周に、活性線硬化型樹脂組成物を塗布・硬化して被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法であって、光ファイバの外周に塗布された活性線硬化型樹脂組成物の硬化が、二台以上の活性線照射装置１８及び２０を順次使用することにより行われ、二台目以降の活性線照射装置２０が紫外線照射装置であり、最初に使用される第一の活性線照射装置１８の活性線が、電子線またはその後に使用されるいずれの紫外線照射装置の紫外線よりも短波長の紫外線であり、被覆層の最外層を硬化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの外周に、活性線硬化型樹脂組成物を塗布・硬化して被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法であって、
光ファイバの外周に塗布された活性線硬化型樹脂組成物の硬化が、二台以上の活性線照射装置を順次使用することにより行われ、二台目以降の活性線照射装置が紫外線照射装置であり、
最初に使用される第一の活性線照射装置の活性線が、電子線またはその後に使用されるいずれの紫外線照射装置の紫外線よりも短波長の紫外線であり、被覆層の最外層を硬化することを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
被覆層の最外層を形成する活性線硬化型樹脂組成物が、４００ｎｍに実質的に吸収を有さない光開始剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
第一の活性線照射装置の活性線が紫外線であり、その波長が、二台目以降の紫外線照射装置で照射される紫外線の極大波長に３０ｎｍ加えた値以下の波長であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項４】
第一の活性線照射装置の活性線が、５０ｋｅＶ以下の極低エネルギー電子線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項５】
第一の活性線照射装置内の温度が４５℃以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの外周に樹脂組成物を塗布・硬化して被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ素線は、ガラスからなる光ファイバに、樹脂から成る被覆層を被覆した構造を有する。近年は、生産効率を向上させるために、被覆層を形成する樹脂として、紫外線硬化型樹脂組成物等の活性線硬化型樹脂組成物が用いられている。一般的に、このような光ファイバ素線の製造は、炉内で加熱溶融したガラス母材を線引きして光ファイバを形成した後、紫外線硬化型樹脂組成物をその外周に塗布し、紫外線等の活性線を照射して硬化することで行われる。また、使用時の外圧による伝送損失増を抑制するために、上記被覆層としては、通常、柔軟なプライマリ層（内層）と比較的硬いセカンダリ層（外層）を順に塗布して硬化し積層したものが多く採用されている。
【０００３】
紫外線硬化型樹脂組成物は、上述のように生産効率向上のために使用されるものであるが、その塗布・硬化の工程では熱が発生するために樹脂に起因するガスが揮発する。この揮発ガスは製造装置や製造設備に付着・凝着する。それにより紫外線が遮られて樹脂に当たる線量が少なくなり紫外線硬化型樹脂の硬化度が低下していく。これにより一度に線引される光ファイバ素線の長さは制限され、一定長の光ファイバ素線を製造すると、設備の清掃等を必要とし、連続操業性の低下を招く。
【０００４】
したがって、光ファイバ素線製造時の揮発ガス発生の抑制は、生産効率向上の観点から重要な課題となっている。特許文献１では、製造装置内（主にコーティングダイス内）に樹脂が付着して製造性の低下を招くダイス詰まりの現象に対する対処方法として、プライマリ層とセカンダリ層の紫外線硬化型樹脂組成物を硬化する際に、線引開始時（低線速時）の紫外線の光量を低減してプライマリ層又はセカンダリ層のいずれか一方のみを先に硬化させる制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２６５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
線引開始時に紫外線の光量を低減して樹脂の硬化をコントロールする特許文献１に記載の方法も、定常線速で樹脂から揮発する成分を減らすものではない。
【０００７】
本発明は、光ファイバを樹脂被覆するときに当該樹脂から揮発するガスの量を減らして光ファイバ素線の硬化度が長さ方向に安定し、連続して生産される光ファイバ素線長を長くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者らは、製造時における樹脂由来の揮発ガスの発生は、高温となっている活性線照射装置の照射炉（例えばＵＶ炉）内に、未硬化の活性線硬化型樹脂組成物成分が侵入することが原因であることを確認し、未硬化の樹脂組成物で被覆された光ファイバを高温の照射炉に侵入させる前に、短波長の紫外線や電子線の照射により未硬化樹脂層の表面のみを低温で硬化させることによって、被覆層の樹脂表面からの揮発ガス発生を抑制できることを見出した。
本発明は、上記知見に基づいて達成されたものである。
【０００９】
即ち、本発明は以下の通りである。
［１］光ファイバの外周に、活性線硬化型樹脂組成物を塗布・硬化して被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法であって、
光ファイバの外周に塗布された活性線硬化型樹脂組成物の硬化が、二台以上の活性線照射装置を順次使用することにより行われ、二台目以降の活性線照射装置が紫外線照射装置であり、
最初に使用される第一の活性線照射装置の活性線が、電子線またはその後に使用されるいずれの紫外線照射装置の紫外線よりも短波長の紫外線であり、被覆層の最外層を硬化することを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
【００１０】
［２］被覆層の最外層を形成する活性線硬化型樹脂組成物が、４００ｎｍに実質的に吸収を有さない光開始剤を含有することを特徴とする［１］に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【００１１】
［３］第一の活性線照射装置の活性線が紫外線であり、その波長が、二台目以降の紫外線照射装置で照射される紫外線の極大波長に３０ｎｍ加えた値以下の波長であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【００１２】
［４］第一の活性線照射装置の活性線が、５０ｋｅＶ以下の極低エネルギー電子線であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【００１３】
［５］第一の活性線照射装置内の温度が４５℃以下であることを特徴とする［１］ないし［４］のいずれか一項に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光ファイバ素線の製造において、未硬化の樹脂組成物で被覆された光ファイバを高温の照射炉に侵入させる前に、短波長の紫外線や電子線の照射を用いて未硬化樹脂層の表面のみを低温で硬化させることができるので、被覆層の樹脂表面からの揮発ガスの発生が抑制されることにより、得られる光ファイバ素線の硬化度を長手方向に安定させ、良好に維持しつつ、生産効率が改善された光ファイバ素線の製造方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の光ファイバ素線の製造方法に係る装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の光ファイバ素線の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の光ファイバ素線の製造方法に使用される装置の一例の模式図（図１）と、本発明の製造方法により製造される光ファイバ素線の一例の模式断面図（図２）を参照しながら、本発明の光ファイバ素線の製造方法についての好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
１．光ファイバ素線製造装置
図１に示すように、本実施形態に係る装置においては、ガラス母材１２を加熱する線引き炉１１の下方に活性線硬化型樹脂組成物を貯留したコーテイングダイスが設けられている。本実施形態では、プライマリ層３とセカンダリ層５の二層構造の被覆層を形成するために、プライマリ層塗布用コーテイングダイス１４とセカンダリ層塗布用コーテイングダイス１６の２つのコーテイングダイスが連結しているが、形成する被覆層の積層数が増加すればそれに伴い連結するコーテイングダイスの個数も増加する。コーテイングダイスの直下には、第一の活性線照射装置１８が配置され、その下にもう一台の活性線照射装置２０が配置されている。ここで活性線とは、例えば、紫外線、電子線を挙げることができる。本発明において、第一の活性線照射装置の活性線は、それ以外の活性線照射装置（本活性線照射装置）の活性線の極大波長よりも短波長である。例えば、本活性線照射装置で照射される活性線の極大波長が４００ｎｍであれば、第一の活性線照射装置の活性線はそれよりも短波長である２６０〜３９５ｎｍの短波長紫外線である。あるいは、第一の活性線照射装置の活性線は５０ｋｅＶ以下の極低エネルギー電子線である。これにより、被覆層の最外層を形成する活性線硬化型樹脂組成物の表面のみが選択的に硬化される。装置の終点には製造された光ファイバ素線６を巻き取るための巻き取りドラム２２が具備される。
【００１８】
２．光ファイバの作製工程
本実施形態の製造方法においては、まず線引き炉１１内で加熱溶融した光ファイバ母材１２が常法により引き出される。
【００１９】
３．活性線硬化型樹脂組成物の塗布・硬化工程
本発明の光ファイバ素線の製造方法では、活性線硬化型樹脂組成物を塗布・硬化して被覆層を形成する。本実施形態においては、上記工程で得られた光ファイバ１は、プライマリ層塗布用コーテイングダイス１４とセカンダリ層塗布用コーテイングダイス１６に順次導入される。
【００２０】
使用される活性線硬化型樹脂組成物のベース樹脂としては、特に限定はされないが、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂が好ましい。詳細には、ウレタン結合及び／又はエポキシ骨格を有するアクリレートオリゴマーをアクリレートモノマーで希釈したものが好ましい。
【００２１】
被覆層の最外層を形成するセカンダリ層５に使用される活性線硬化型樹脂組成物は、光開始剤の吸収波長により硬化のタイミングがコントロールされることが好ましい。具体的には、被覆層の最外層を形成する活性線硬化型樹脂組成物では、例えば、４００ｎｍに実質的に吸収を有さない光開始剤を含有することで、４００ｎｍよりも低波長である第一の活性線照射装置の活性線の照射により、被覆層の最外層を形成する活性線硬化型樹脂組成物の表面のみを選択的に硬化することができる。
また該硬化時の温度（第一の活性線照射装置内の温度）は６０℃以下であることが好ましい。これにより、第一の活性線照射装置１８においても、その後に使用される活性線照射装置２０においても被覆層の樹脂表面からの揮発ガス発生が抑制される。第一の活性線照射装置内の温度が４５℃以下であれば、揮発ガス発生がさらに抑制されてさらに好ましい。
活性線照射装置２０においては、例えば光源として紫外線ランプ（極大波長４００ｎｍ付近）の照射により、被覆層の最外層以外の層が硬化される。
上記工程により製造された光ファイバ素線６は、巻き取りドラム２２に巻き取って保管することができる。
【００２２】
４００ｎｍに実質的に吸収を有さない光開始剤とは、４００ｎｍ付近の波長に全く吸収を有さないか、アセトニトリルなどの溶媒を用い０．１ｗｔ％になるように調整した光開始剤の吸収が常法による測定で0.1Abs以下である光開始剤を意味し、例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（商標）６５１，１８４，１２７（BASF社製）及びＤａｒｏｃｕｒｅ（商標）１１７３（BASF社製）を好適に使用することができる。なお、光開始剤は、活性線硬化型樹脂組成物の上記ベース樹脂に対し、０．５〜３．０重量％含有されることが好ましい。被覆層の内層に使用される活性線硬化型樹脂組成物に添加される光開始剤は上述の４００ｎｍに実質的に吸収を有さないものに拘らない。
【００２３】
４．光ファイバ素線
本発明の一実施形態に係る光ファイバ素線６は、光ファイバ１の外周に活性線硬化型樹脂組成物を硬化させてなるプライマリ層３と、さらにその外周に活性線硬化型樹脂組成物を硬化させてなるセカンダリ層５を有する。このプライマリ層３とセカンダリ層５の二層により被覆層が形成される。被覆層の層構造は、図２に示す二層構造には限定されない。光ファイバ１は、通常、石英系ガラスからなるコア層の外周に石英ガラスからなるクラッド層を備え、その外径は、例えば１２５μｍとすることができる。プライマリ層３とセカンダリ層５を含めた光ファイバ素線６の外径は、例えば２５０μｍとすることができる。
【００２４】
またプライマリ層３のヤング率は０．０５〜１．５ＭＰａ、セカンダリ層５のヤング率は５５０ＭＰａ〜１５００ＭＰａの範囲にあることが好ましい。この値とすることで光ファイバ素線６を使用する際、外圧による伝送損失を好適に抑制することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明に係る実施例１〜５及び比較例１〜２について評価試験の結果等を示し、本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２６】
［光ファイバ素線の作製］
図１に示す光ファイバ素線製造装置を使用して、光ファイバ母材より引き出された光ファイバに、プライマリ層用の活性線硬化型樹脂組成物と下記表１に示す種類及び量（重量部）の光開始剤を添加したセカンダリ層用の活性線硬化型樹脂組成物を順に塗布した。次いで、表１に記載の光源（波長）と温度の条件で、第一の活性線照射装置による硬化を行った後、紫外線ランプ（極大波長：３６５ｎｍ）を備えた本活性線照射装置による硬化を行い、各実施例及び比較例の光ファイバ素線を得た。第一の活性線照射装置で照射される活性線が紫外線である場合、その波長は本活性線照射装置である紫外線照射装置で照射される紫外線の極大波長（すなわち紫外線ランプの極大波長）に３０ｎｍを加えた値以下とした。
【００２７】
［評価］
実施例１〜５及び比較例１〜２について、製造性及び長手安定性の評価を行った。具体的には、線引きした光ファイバに合計で５，０００ｋｍ分の被覆層形成を行い、その開始端と終了端の硬化性の違いをＦＴ−ＩＲにて評価を行った。結果を表１に示す。
なお、ＦＴ−ＩＲの評価方法については、以下に示す通りである。
【００２８】
〔ＦＴ−ＩＲ〕
ＦＴ−ＩＲはＡＴＲ法により測定し、アクリロイル基の残存率から合否判定を行った。８００〜８１５ｃｍ−１範囲のピーク面積を算出した。算出したピーク面積は硬化性が低下した場合は大きくなる。この値について、線引き開始端と終了端で比較を行った。開始端／終了端の計算を行い、この値について以下のように判断した。
開始端／終了端≧0.75  ⇒合格
開始端／終了端＜0.75  ⇒不合格
【００２９】
【表１】
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【００３０】
上記表１の結果に示すように、本発明の光ファイバ素線の製造方法で作製した光ファイバ素線（実施例１〜５）は、光ファイバ素線が線引される間の硬化度の低下が少なく、光ファイバ素線の長手方向の硬化度の安定性の評価が良好であった。一方、本発明の光ファイバ素線の製造方法の要件を満たさない方法により作製した光ファイバ素線（比較例１〜２）は、線引終了時に硬化度の低下が著しく、連続して線引できる光ファイバ素線の長さが短く、製造性が良くなかった。
【符号の説明】
【００３１】
１  光ファイバ、３  プライマリ層、５  プライマリ層、６  光ファイバ素線、１１  線引き炉、１２  ガラス母材、１４  プライマリ層塗布用コーティングダイス、１６  セカンダリ層塗布用コーティングダイス、１８  第一の活性線照射装置、２０  活性線照射装置、２２  巻き取りドラム
【図１】
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【図２】
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