(57)【要約】【課題】  容易かつ低コストで光ファイバ中に重水素を拡散・侵入させることができ、耐水素特性の高い光ファイバ、その製造方法及び光ファイバ被覆用樹脂を提供する。【解決手段】  光ファイバを重水素を放出する樹脂で被覆することを特徴としている。このような樹脂として、重水素を溶解した樹脂が挙げられる。重水素を含有する気体で樹脂を圧送することにより、樹脂中に重水素を溶解させることもできる。重水素を含有する気体としては、純重水素あるいは重水素と窒素の混合ガス等が挙げられる。この場合、予め重水素が溶解されている樹脂を用いることもできる。また、光ファイバを樹脂で二重に被覆し、内側の一次被覆よりも外側の二次被覆の方が、重水素の拡散係数が低くなるように設定することもできる。なお、二次被覆に、当初重水素を含まない樹脂や金属を用いてもよい。さらに、紫外線照射などによって化学反応を起こさせ、樹脂から重水素が放出されるようにすることもできる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重水素を放出する樹脂で被覆されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記樹脂が、重水素を溶解した樹脂である請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
重水素を含有する気体で樹脂を圧送することにより、樹脂中に重水素を溶解させてなる請求項１又は２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
重水素を含有する気体が、純重水素である請求項３に記載の光ファイバ。
【請求項５】
重水素を含有する気体が、重水素と窒素の混合ガスである請求項３に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記樹脂に、予め重水素が溶解されている請求項１乃至５のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項７】
樹脂が二重に被覆され、内側の一次被覆よりも外側の二次被覆の方が、重水素の拡散係数が低くなるように設定されている請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項８】
二次被覆に、当初重水素を含まない材料を用いて被覆してなる請求項７に記載の光ファイバ。
【請求項９】
内側に樹脂による一次被覆を設け、その外側に金属で二次被覆を設けて光ファイバを二重に被覆してなる請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項１０】
重水素が、化学反応を起こすことによって樹脂から放出される請求項１又は２に記載の光ファイバ。
【請求項１１】
化学反応が、紫外線照射によって誘起される請求項１０に記載の光ファイバ。
【請求項１２】
重水素を放出する樹脂で、光ファイバを被覆することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂が、重水素を溶解している請求項１２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１４】
重水素を含有する気体で樹脂を圧送し、樹脂中に重水素を溶解させる請求項１２又は１３に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１５】
重水素を含有する気体が、純重水素である請求項１４に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１６】
重水素を含有する気体が、重水素と窒素の混合ガスである請求項１４に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１７】
前記樹脂に、予め重水素が溶解されている請求項１２乃至１６のいずれかに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１８】
光ファイバに重水素を溶解している樹脂を二重に被覆し、内側の一次被覆よりも外側の二次被覆の方が、重水素の拡散係数が低くなるように設定されている請求項１２乃至１７のいずれかに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１９】
前記二次被覆に、当初重水素を含まない材料を用いて被覆する請求項１８に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項２０】
内側に樹脂による一次被覆を設け、その外側に金属で二次被覆を設けて光ファイバを二重に被覆する請求項１２乃至１７のいずれかに記載の光ファイバの製造方法。
【請求項２１】
化学反応を起こすことによって重水素を放出する樹脂で、光ファイバを被覆する請求項１２又は１３に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項２２】
化学反応が、紫外線照射によって誘起される請求項２１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項２３】
光ファイバの被覆に用いられる樹脂であって、化学反応を起こすことによって重水素を放出することを特徴とする光ファイバ被覆用樹脂。
【請求項２４】
化学反応が、紫外線照射によって誘起される請求項２３に記載の光ファイバ被覆用樹脂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐水素特性の高い光ファイバに係り、特には、重水素を拡散・侵入させた光ファイバ、その製造方法及び光ファイバ被覆用樹脂に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、広く用いられている通信用光ファイバは、プリフォームと称する棒状のガラスロッドを高温で加熱溶融して線引きすることにより製造されている。プリフォームは、石英ガラスからなり、これにはゲルマニウムやフッ素などが添加されている。
【０００３】
光ファイバの製造工程を図１に示した。光ファイバの線引きは、プリフォーム１を加熱炉２で1900〜2300℃程度に加熱して軟化させ、下方のキャプスタン３で引き取ることにより行われる。なお、得られた光ファイバ４は、図示していない巻取り装置に巻き取られる。
【０００４】
線引きされた光ファイバ４には、その強度を保つために樹脂被覆が施される。通常、樹脂被覆は、光ファイバを一次被覆ダイス５及び二次被覆ダイス６を通すことにより、その表面に紫外線硬化型樹脂で一次樹脂被覆及び二次樹脂被覆が施される。これらの樹脂は、紫外線照射装置７，８により硬化される。一次被覆用樹脂及び二次被覆用樹脂は、それぞれ一次、二次被覆用樹脂槽９，10の加圧口11，12から供給される加圧ガスで加圧されることにより、配管13，14を経由してそれぞれ一次被覆ダイス５、二次被覆ダイス６に供給され、光ファイバに塗布される。この加圧ガスには、通常、空気や窒素等が用いられている。
【０００５】
一般に、光ファイバ中には、水素と容易に反応する欠陥が存在する。光ファイバガラス中に水素が拡散してくると、水素がガラス中の欠陥と反応してOH基を形成し、波長1385nm近傍で認められるOH吸収損失が増大する。
【０００６】
この対策として、光ファイバの耐水素特性を向上させる試みがなされている。例えば、特許文献１，２は、線引き後の光ファイバを重水素に曝す方法を提案している。この方法は、光ファイバを重水素に曝すことで、重水素と欠陥を予め反応させることにより、OD基を生成させるものであり、これにより、OD基が生成した後に水素が拡散してきても、欠陥は既に重水素でOD基に変換されているため、新たにOH基が生じることはない。生成したOD基は、OH基とは異なる波長で吸収損失を示すため、通常、光通信に用いられている波長帯域である1300〜1600nm近傍で認められる光損失は殆ど変化しない。
【０００７】
【特許文献１】GB2,149,392
【特許文献２】特開2000‐148450号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２による方法は、重水素と欠陥を反応させるのに３〜10日という長い期間かかり、しかもこのために特別の処理容器を必要とする等、コスト高となる問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、容易かつ低コストで光ファイバ中に重水素を拡散・侵入させることができ、耐水素特性の高い光ファイバ、その製造方法及び光ファイバ被覆用樹脂を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光ファイバ及びその製造方法によれば、光ファイバを重水素を放出する樹脂で被覆することを特徴としている。このような樹脂として、重水素を溶解した樹脂が挙げられる。
重水素を含有する気体で樹脂を圧送することにより、樹脂中に重水素を溶解させることもできる。重水素を含有する気体としては、純重水素あるいは重水素と窒素の混合ガス等が挙げられる。この場合、予め重水素が溶解されている樹脂を用いることもできる。
また、光ファイバを樹脂で二重に被覆し、内側の一次被覆よりも外側の二次被覆の方が、重水素の拡散係数が低くなるように設定することもできる。なお、二次被覆に、当初重水素を含まない樹脂や金属を用いてもよい。金属を用いる場合は、一次被覆の耐熱温度よりも低い温度で融ける低融点金属を用いることが好ましい。金属を用いる理由は、一般に樹脂よりも金属の方が気体が透過しづらく、金属のバリア層によって、一次被覆から放出される重水素が外側へ拡散・逸失する割合を低減し、重水素を効率良くコアに到達させることができるためである。
さらに、紫外線照射などによって化学反応を起こさせ、樹脂から重水素が放出されるようにすることもできる。
【００１０】
本発明の光ファイバ被覆用樹脂は、光ファイバの被覆に用いられる樹脂であって、化学反応を起こすことによって重水素を放出することを特徴としている。この化学反応は、紫外線照射によって誘起させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光ファイバ及びその製造方法によれば、光ファイバを重水素ガスに曝す工程を経ることなく、光ファイバ中に重水素を拡散・侵入させることができ、容易かつ低コストで耐水素特性に優れた光ファイバが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の光ファイバ及びその製造方法は、重水素を放出する樹脂で光ファイバを被覆することを特徴としている。これには、光ファイバを重水素が溶解している樹脂で被覆したり、あるいは紫外線照射等で誘起される化学反応により、硬化の過程で重水素を放出する樹脂で光ファイバを被覆する方法が挙げられる。
【００１３】
このため、後工程で特別な処理容器を用いて光ファイバに重水素を曝すようなことをせずとも、光ファイバガラス中に重水素が拡散・侵入し、ガラス中の欠陥と反応してOD基を生成する。これにより、光ファイバが後に水素に曝されたとしても、OH吸収損失が増大することのない、耐水素特性に優れた光ファイバとなる。
【００１４】
光ファイバの被覆樹脂に重水素を含有させるには、重水素を含有する気体、例えば、純重水素あるいは重水素と窒素の混合ガスで樹脂を圧送することにより、樹脂中に重水素を溶解させることができる。
圧送する気体が純重水素である場合には、樹脂中への重水素の溶解度は高くなる。また、重水素と窒素の混合ガスを使用する場合、混合ガス中の重水素濃度は、樹脂に対する重水素の溶解度、樹脂中における重水素の拡散係数、被覆樹脂の厚さ、光ファイバ中の欠陥濃度等、様々なファクターを考慮して設定する必要がある。製造条件が一定の場合、必要な重水素濃度はほぼ一定しているため、重水素の一部を窒素で置き換えることは、高価な重水素の消費量を削減することができ、コスト的には好ましい。
【００１５】
重水素を含有する気体で樹脂を圧送する際に、予め重水素を含有させた樹脂を用いることもできる。例えば、図１の加圧口11，12の少なくともいずれか一方から重水素を含む気体を供給することにより、圧送される樹脂中に重水素を溶解させることができる。このように圧送する前に予め重水素を溶解させておくことで、線引き初期から樹脂中に十分な量の重水素を含有させることができる。
【００１６】
本発明の光ファイバにおいては、光ファイバに樹脂を二重に被覆し、内側の一次被覆よりも外側の二次被覆の方の重水素の拡散係数が低くなるように材料を選定することにより、光ファイバガラス中により多くの重水素を拡散・侵入させることができ、かつ全体の重水素の使用量を低減することができる。また、二次被覆の重水素の拡散係数が十分に低い場合、二次被覆に当初重水素を含まない樹脂を使用することもできる。この場合、二次被覆樹脂が重水素を放出しなくても十分に耐水素特性を向上させることができる。
【００１７】
本発明で得られる光ファイバは、使用する樹脂の種類や重水素の濃度等の処理条件にもよるが、線引き後、１〜10日程度で重水素が光ファイバガラス内に拡散・侵入し、ガラス中の欠陥と反応してOD基を生成するため、後に水素が拡散してきてもOH基を生成せず、波長帯域1300〜1600nmで光損失が増大することはない。
【００１８】
特許文献１，２に記載されている方法では、光ファイバを処理容器に入れて重水素を拡散させている間、光ファイバを出荷したりケーブルに加工することはできないが、本発明によれば、出荷やケーブル加工といった次の工程にそのまま廻すことができ、その間に、光ファイバガラス中への重水素拡散が進行する。このため、重水素処理のために特別に設備を設置したり、処理に時間をかけることがなく、低コストで  耐水素特性に優れた光ファイバを製造することができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
図１に示す装置を用いて、プリフォーム１を加熱炉２で2270℃に加熱溶融し、線引き速度1200m/minで線引きして光ファイバを製造した。
一次被覆及び二次被覆の樹脂には紫外線硬化樹脂を使用し、これらの樹脂には、予め100％の重水素を用いて0.2MPaで24時間加圧し、重水素を溶解しておいたものを用いた。樹脂槽９，10内の一次被覆樹脂及び二次被覆樹脂は、それぞれ加圧口11，12から供給される100％の重水素でダイス５，６に圧送されて光ファイバに塗布され、紫外線照射装置７,８を通過する間に硬化した。光ファイバ４は、キャプスタン３で引き取られ、図示しない巻き取り装置によってボビンに巻き取られ、これをサンプルＡとした。
【００２０】
（実施例２）
プリフォーム１を加熱炉２で2270℃に加熱溶融し、線引き速度1200m/minで線引きして光ファイバを製造した。一次被覆及び二次被覆の樹脂には紫外線硬化樹脂を使用した。これらの樹脂には、３％の重水素と97％の窒素からなる混合ガスを用いて0.2MPaで24時間加圧し、予め重水素を溶解しておいた。樹脂槽９，10内の一次被覆樹脂及び二次被覆樹脂は、それぞれ加圧口11，12から供給される空気でダイス５，６に圧送されて光ファイバに塗布され、紫外線照射装置７,８で硬化した。得られた光ファイバをサンプルＢとした。
【００２１】
（比較例１）
プリフォーム１を加熱炉２で2270℃に加熱溶融し、線引き速度1200m/minで線引きして光ファイバを製造した。一次被覆及び二次被覆の樹脂には紫外線硬化樹脂を使用したが、これらの樹脂には、予め重水素を溶解しておかなかった。樹脂槽９，10内の一次被覆樹脂及び二次被覆樹脂は、それぞれ加圧口11，12から供給される空気でダイス５，６に圧送されて光ファイバに塗布され、紫外線照射装置７,８で硬化した。得られた光ファイバをサンプルＣとした。
【００２２】
サンプルＡ，Ｂ，Ｃは、いずれも線引き後４日間室温で放置した。その後、気密容器中で、水素１％、窒素99％からなる大気圧の水素含有雰囲気に４日間曝した。水素暴露の前後で、波長1393nmにおける光信号の伝送損失をカットバック法を用いて測定した。水素暴露前の1393nmにおける伝送損失は、サンプルＡ，Ｂ，Ｃいずれも0.28dB/kmであった。水素暴露後の1393nmにおける伝送損失は、サンプルＡ，Ｂについては0.28dB/kmで変化は認められなかったが、サンプルＣは伝送損失が0.35dB/kmまで上昇した。
なお、いずれのサンプルも水素暴露後では、水素分子の振動吸収を示す1240nmでの伝送損失は上昇しており、十分に水素がガラス内部まで達していることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明によれば、低コストで耐水素特性に優れた光ファイバを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】光ファイバの線引き工程を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ …… プリフォーム、
２ …… 加熱炉、
３ …… キャプスタン、
４ …… 光ファイバ、
５ …… 一次被覆ダイス、
６ …… 二次被覆ダイス、
７, ８ …… 紫外線照射装置、
９ …… 一次被覆用樹脂槽、
10 …… 二次被覆用樹脂槽、
11, 12 …… 加圧口、
13, 14 …… 配管。
【図１】
2006163194.tif 000002