(57)【要約】      （修正有）【課題】石英系ガラスからなる光ファイバ裸線とし、その光ファイバ裸線に熱硬化型シリコーン樹脂の被覆層を形成して光ファイバ素線を製造する方法において、被覆層の膜厚を厚くしたり、線速を高速化しても、長さ方向への膜厚の変動や径方向への膜厚の変動を抑制し得る方法を提供する。【解決手段】光ファイバ裸線１６上に熱硬化型シリコーン樹脂の被覆層７１を形成するにあたり、先ず予備被覆層形成工程ｂ，ｃとして、光ファイバ裸線１６上に未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂５１を塗布（ｂ）し、加熱により完全に硬化（ｃ）させて、製品の光ファイバ素線２４の被覆厚Ｔ３より小さい膜厚Ｔ１２の予備被覆層５２を形成し、続いて本被覆層形成工程ｄ，ｅとして、未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂液６１を、予備被覆層５２上に塗布し、加熱により硬化させて、前記予備被覆層と一体化された本被覆層６２を形成する。【選択図】図２
2015003834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉にて溶融された石英系光ファイバ母材を加熱炉から線状に引き出して光ファイバ裸線とし、その光ファイバ裸線を冷却固化させた後、光ファイバ裸線の外周上に熱硬化型シリコーン樹脂の被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法において、
前記光ファイバ裸線上に熱硬化型シリコーン樹脂の被覆層を形成するにあたり、
先ず予備被覆層形成工程として、光ファイバ裸線上に未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂を塗布し、加熱により完全に硬化させて、製品の光ファイバ素線の被覆厚よりも小さい膜厚で予備被覆層を形成し、
引き続いて、本被覆層形成工程として、未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂液を、完全に硬化された前記予備被覆層上に塗布し、加熱により硬化させて、前記予備被覆層と一体化された本被覆層を形成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】
前記予備被覆層形成工程において、予備被覆層の完全硬化後の膜厚が５〜２０μｍの範囲内となるように、熱硬化型シリコーン樹脂液を塗布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】
前記予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂および本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂として、同一種類の熱硬化型シリコーン樹脂を用いることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項４】
前記予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂および本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂として、表面張力に実質的に差がないものを用いることを特徴とする請求項１もしくは請求項２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、石英ガラス系光ファイバ素線の製造方法に関するものであり、特に、光ファイバ裸線に樹脂被覆として熱硬化型シリコーン樹脂からなる被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に石英ガラス系光ファイバ素線の製造装置としては、図５に示すような装置が広く使用されている。この光ファイバ素線製造装置１０は、石英系ガラスからなる光ファイバ母材１２を加熱溶融させるための紡糸用加熱炉１４と、紡糸用加熱炉１４から下方に向けて線状に引き出された光ファイバ裸線１６を強制冷却するための冷却装置１８と、冷却された光ファイバ裸線１６を保護被覆用の樹脂により被覆するための樹脂被覆装置（コーティング装置）２０と、その樹脂被覆装置２０により被覆された樹脂を硬化させるために設けられる硬化装置２２と、保護被覆用の樹脂が硬化された状態の光ファイバ素線２４を引き取るための引取装置２６とを備えた構成とされている。
【０００３】
このような光ファイバ素線製造装置によって光ファイバ素線を製造するにあたっては、光ファイバ裸線の原料となる光ファイバ母材（石英系ガラス母材）１２を紡糸用加熱炉１４において２０００℃以上の高温に加熱して溶融させ、その紡糸用加熱炉１４の下部から、高温状態で光ファイバ裸線１６として伸長させながら下方に引き出し、その光ファイバ裸線１６を、樹脂によりコーティング可能となる温度まで冷却装置１８により冷却する。そして所要の温度まで冷却された光ファイバ裸線１６には、樹脂被覆装置２０において保護のための樹脂が未硬化状態で被覆（塗布）され、さらにその被覆樹脂が、硬化装置２２において加熱硬化あるいは紫外線硬化などの樹脂の種類に応じた硬化手段により硬化され、保護被覆層を備えた光ファイバ素線２４となって、ターンプーリ２８を経て引取装置２６によって所定速度で引き取られる。
【０００４】
ところで、この種の光ファイバ素線の被覆樹脂としては、汎用の用途には紫外線（ＵＶ）硬化型の樹脂、例えばＵＶ硬化型ウレタンアクリレート樹脂などを使用することが多いが、耐熱性が要求される用途では、熱硬化型シリコーン樹脂が使用されることがある。
熱硬化型樹脂を用いる場合、図５に示される光ファイバ素線製造装置の硬化装置２２としては、いわゆる熱架橋筒などの加熱装置（熱硬化装置）が使用される。この場合、光ファイバ裸線１６の外面に被覆された樹脂塗布層（被覆層）は、その表面側から加熱されるから、被覆層の熱硬化型樹脂の硬化は樹脂表面から開始され、徐々に内側に向かって硬化が進行していくことになる。したがってこのような加熱硬化では、樹脂塗布層の硬化速度が、径方向に不均一であると言うことができる。
【０００５】
このような樹脂塗布層の径方向における硬化速度の不均一に起因して、樹脂硬化後の被覆層の膜厚が、光ファイバ素線の長さ方向に変動してしまうことがある。被覆層の膜厚が変動すれば、光ファイバ裸線に加わる側圧が変動し、光伝送特性に悪影響を及ぼすから、上述のような被覆層の膜厚の変動は、できるだけ少なく抑えることが強く望まれる。なお上述のような長さ方向への被覆層膜厚の変動と同時に、径方向における被覆層の膜厚の変動が生じることも多い。そこで本明細書では、被覆層の膜厚の光ファイバ素線長さ方向での変動の現象と、径方向における膜厚変動の現象とをまとめて説明する場合には、これらの現象の総称として偏肉と称し、またこれらの変動が激しくなることを、偏肉の悪化と称することとする。
【０００６】
上述のような偏肉の悪化の現象は、特に紡糸速度（線速）が大きくなるほど顕著に発生することが知られている。ここで、熱硬化型シリコーン樹脂は、ＵＶ硬化型樹脂と比較して硬化速度が遅いところから、ＵＶ硬化型樹脂を被覆層に使用した場合よりも遅い線速で製造されるのが通常である。しかしながら製造効率向上のため、最近では、光ファイバ製造ラインの高速化が図られ、そのため紡糸速度、すなわち樹脂被覆装置における光ファイバ裸線１６の走行速度（線速）も、ますます高速化されるようになっており、熱硬化型シリコーン樹脂を被覆層に用いた場合も、従来より格段に高線速化が進められている。そのため、前述のような熱硬化型シリコーン樹脂被覆層の偏肉の悪化が問題となり、それを解決する方法の開発が強く望まれている。
【０００７】
熱硬化型シリコーン樹脂を用いた場合の偏肉の悪化防止のための技術としては、既に特許文献１に示す方法が提案されている。
【０００８】
特許文献1に示されている方法では、紡糸線速をＶ［ｃｍ／分］としたとき、樹脂被覆装置の出口から熱硬化装置までの距離Ｌ［ｃｍ］が、線速２００００［ｃｍ/分］以下の範囲において、
１≦Ｌ≦−０．０００５×Ｖ＋１５．５
なる関係式を満たす距離となるように熱硬化装置を設置することとしている。
この特許文献１に示される方法は、熱硬化装置から発生する樹脂揮発成分が樹脂被覆装置に付着しない範囲内で、熱硬化装置を可能な限り樹脂被覆装置に近づけておくことによって、偏肉を悪化させず、安定してコーティングし得るようにしたものである。
【０００９】
しかしながら、樹脂被覆装置と熱硬化装置の配置関係を特許文献１で規定する範囲内に設定しても、場合によっては偏肉の悪化、特に長さ方向への被覆層の厚みの変動が生じてしまうことがある。すなわち、熱硬化型シリコーン樹脂にも種々の種類のものがあり、また実際の操業の際における樹脂被覆時の樹脂の温度や粘度、さらには被覆厚などの操業条件は種々異なるのが通常であり、このような樹脂の種類や操業条件によっては、偏肉の悪化、とりわけ光ファイバ素線の長さ方向への膜厚の変動が大きく生じてしまうことがある。
【００１０】
なお、光ファイバ裸線の樹脂被覆方法としては、まず一次コーティング（プライマリコート）として光ファイバ裸線の外周面に樹脂を塗布して硬化させ、その後に二次コーティング（セカンダリコート）としてプライマリコート層の外周面に再び樹脂を塗布して硬化させる方法、すなわちいわゆる２層コーティングが、従来から広く適用されている。このような２層コーティングにおいて、プライマリコートの段階で、そのプライマリコート層に長さ方向に大きな膜厚変動が生じれば、そのプライマリコート層の上に形成されるセカンダリコート層の表面にも大きな凹凸が生じ、最終的に得られる光ファイバ素線における被覆層全体の光ファイバ素線長さ方向での膜厚変動も大きくなってしまう。したがって、２層コーティングの場合においても、少なくともプライマリコートに熱硬化型シリコーン樹脂を使用した場合には、前述のような問題が生じることを避け得なかったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１３８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、石英系ガラスからなる光ファイバ裸線について、熱硬化型シリコーン樹脂からなる被覆層を形成するに当たって、被覆層の偏肉の悪化、すなわち被覆層の膜厚の光ファイバ素線長さ方向への変動や、径方向の膜厚の変動を、確実かつ安定して抑制し得るようにした光ファイバ素線の製造方法、とりわけ高線速で厚い膜厚で被覆する場合でも、確実に偏肉の悪化を抑制し得る方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述のような課題を解決するための方法について種々実験・検討を重ねた結果、熱硬化型シリコーン樹脂を、最終的な仕上げ径となるように一回で厚く塗布、硬化させるのではなく、２回に分けて塗布、硬化させること、また特に１回目の塗布後にその樹脂を完全硬化させることが、前記課題の解決に有効であることを新規に知見し、本発明をなすに至った。
【００１４】
このような知見を見い出すに至った経緯について、次に説明する。
先ず被覆樹脂として熱硬化型シリコーン樹脂を用い、高線速で光ファイバ裸線上に厚く樹脂を塗布し、引き続き熱硬化用加熱装置（熱架橋筒）内に連続的に挿入して樹脂を硬化させた場合における、硬化後の樹脂（被覆層）の長手方向への膜厚変動の発生状況について観察したところ、膜厚変動が大きい場合には、図６に示すような状況となっていることが確認された。
【００１５】
すなわち、光ファイバ裸線１６の外周上において、樹脂被覆層４１の樹脂には、半径方向外側に向かって瘤状に凸彎曲する部分（以下その部分を、瘤状部と称する）４１Ａが、光ファイバ素線２４の長さ方向に繰り返し形成されて、いわゆる数珠状の形態となっていること、すなわち樹脂被覆層４１の膜厚が、光ファイバ素線２４の長さ方向にほぼ周期的に変動し、光ファイバ素線２４の外径も長さ方向にほぼ周期的に変動していることが確認された。この状態は、逆に言えば、樹脂被覆層４１の樹脂が内側に窪む部分４１Ｂが光ファイバ素線２４の長さ方向に間隔をおいて形成されている、と言うこともできる。なお本明細書では、上述のように樹脂被覆層４１の樹脂表面に瘤状部が長さ方向に繰り返し形成されている形態について、数珠状の形態と称する。
【００１６】
上述のように加熱・硬化された熱硬化型シリコーン樹脂被覆層の表面形態が数珠状となる原因は、未だ明確には解明されてはいないが、概略的には、次のように考えられる。
すなわち、既に述べたような、径方向における樹脂液塗布層の硬化速度の不均一性（被覆層の熱硬化型樹脂の硬化が樹脂表面から開始され、徐々に内側に向かって硬化が進行していくこと）と、石英系ガラスからなる光ファイバ裸線表面と被覆樹脂との間の表面張力の作用と、硬化時の樹脂の収縮（硬化収縮）とが関係しているものと考えられる。
【００１７】
具体的には、光ファイバ裸線上に塗布された熱硬化型シリコーン樹脂が、熱硬化装置内において表面から加熱されて硬化する際には、硬化収縮を伴いながら、樹脂の表面側から硬化していくが、この時、光ファイバ裸線の表面と樹脂との間の表面張力が大きい場合、硬化収縮によって硬化した表面の樹脂が張力によって丸まろうとする力が働く。またここで、樹脂を被覆した光ファイバ素線は、その長さ方向に（通常は鉛直方向下方に）連続して走行しながら熱硬化装置に挿入されるから、上記の硬化収縮による丸まろうとする作用は、裸線進行方向の前方側から後方側に向かって波状に進行していくことになる。そしてこれらの作用が相俟って、数珠状に瘤状部が繰り返し形成されていくと考えられる。
【００１８】
このように数珠状に瘤状部が繰り返し形成されていく過程について、図７（ａ）〜（ｅ）に模式的に示す。
図７（ａ）は、光ファイバ裸線１６の外周上に熱硬化型シリコーン樹脂の塗布液４１１を塗布した直後の状態を示す。この状態から硬化装置（加熱装置）内に挿入されれば、熱硬化型シリコーン樹脂塗布層４１１はその表面側から加熱されて、先ず表面が硬化される。すなわち図７（ｂ）に示すように、表面に樹脂硬化層４１２が生成される。引き続き、加熱硬化が進行すれば、図７（ｃ）〜（ｅ）に示すように、硬化が叙情に内側に向かって進行して、樹脂硬化層４１２の厚みが外側から次第に厚くなっていく。その過程で、光ファイバ裸線１６の表面と溶融樹脂４１１との間の界面張力によって丸まろうとする力が樹脂に作用し、それに樹脂硬化時の収縮力が相俟って、樹脂硬化層４１２の表面形状が丸くなろうとする。また同時に、樹脂の加熱硬化は、硬化装置内での光ファイバ裸線１６の鉛直下方への進行に伴って、進行方向前方側（下側）から後方側（上側）に向かって進行するため、上記の丸まろうとする作用が下方から上方に向かって規則的に働く。そのため、樹脂硬化層４１２の表面は、瘤状部が上下方向に繰り返す形状に変形していく。そして最終的に図７の（ｅ）に示すように、瘤状部４１Ａが光ファイバ素線２４の長さ方向（上下方向）に周期的に繰り返し形成されて、完全硬化後の熱硬化型シリコーン樹脂被覆層４１の表面は、瘤状部４１Ａが長さ方向（上下方向）に周期的に繰り返された数珠状を呈することになる。
【００１９】
以上の観点から、本発明者等は、石英系ガラスからなる光ファイバ裸線表面と熱硬化型シリコーン樹脂の間の表面張力が、樹脂被覆層における数珠状の瘤状部の形成（ひいては長さ方向の被覆厚みの変動）に対して、実質的に影響を及ぼさないようにすることが、前記課題の解決に有効であると考えた。
【００２０】
そしてさらに本発明者等がそのための具体的手法を見出すべく、実験・検討を進めた結果、熱硬化型シリコーン樹脂を、一回で厚く塗布、硬化させるのではなく、同じ熱硬化型シリコーン樹脂を２回に分けて塗布、硬化させること、しかも２回目の塗布前に、１回目の塗布樹脂を完全硬化させておくことが有効であることを見い出した。
【００２１】
すなわち、後に詳細に説明するように、先ず光ファイバ裸線表面に、予備被覆層として、最終的な製品の光ファイバ素線における被覆層の長さ方向への膜厚の変動に実質的に影響しない程度に薄く熱硬化型シリコーン樹脂を塗布して完全硬化させ、さらにその完全硬化した予備被覆層の外面上に、本被覆層として、予備被覆層と同じく熱硬化型シリコーン樹脂を塗布して硬化させ、これによって予備被覆層と本被覆層とからなる被覆層全体の膜厚を、目標被覆厚とする、という手法を適用することによって、被覆層の外面形態が数珠状となること（すなわち長さ方向への被覆厚の変動が発生すること）を有効に防止し得ることを見い出し、本発明をなすに至った。
【００２２】
したがって本発明の基本的な態様（第１の態様）による光ファイバ素線の製造方法は、
加熱炉にて溶融された石英系光ファイバ母材を加熱炉から線状に引き出して光ファイバ裸線とし、その光ファイバ裸線を冷却固化させた後、光ファイバ裸線の外周上に熱硬化型シリコーン樹脂の被覆層を形成する光ファイバ素線の製造方法において、
前記光ファイバ裸線上に熱硬化型シリコーン樹脂の被覆層を形成するにあたり、
先ず予備被覆層形成工程として、光ファイバ裸線上に未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂を塗布し、加熱により完全に硬化させて、製品の光ファイバ素線の被覆厚よりも小さい膜厚で予備被覆層を形成し、
引き続いて、本被覆層形成工程として、未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂液を、完全に硬化された前記予備被覆層上に塗布し、加熱により硬化させて、前記予備被覆層と一体化された本被覆層を形成することを特徴とするものである。
【００２３】
また本発明の第２の態様による光ファイバ素線の製造方法は、前記第１の態様の光ファイバ素線の製造方法において、
前記前記予備被覆層形成工程では、予備被覆層の完全硬化後の膜厚が５〜２０μｍの範囲内となるように、熱硬化型シリコーン樹脂を塗布することを特徴とするものである。
【００２４】
さらに本発明の第３の態様による光ファイバ素線の製造方法は、前記第１もしくは第２の態様の光ファイバ素線の製造方法において、
前記予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂および本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂として、同一種類の熱硬化型シリコーン樹脂を用いることを特徴とするものである。
【００２５】
また本発明の第４の態様による光ファイバ素線の製造方法は、前記第１もしくは第２の態様の光ファイバ素線の製造方法において、
前記予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂および本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂として、表面張力に実質的に差がないものを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光ファイバ素線の製造方法によれば、石英系ガラスからなる光ファイバ裸線に熱硬化型シリコーン樹脂からなる被覆層を形成するに当たって、被覆層の偏肉の悪化、すなわち被覆層の光ファイバ素線長さ方向への膜厚の変動や、径方向への膜厚の変動を、確実かつ安定して抑制することができ、とりわけ高線速で熱硬化型シリコーン樹脂被覆層を厚く被覆する場合でも、確実に偏肉の悪化を抑制することができ、そのため製品の光ファイバ素線として、側圧の変動による伝送特性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光ファイバ素線の製造方法を実施するための装置の全体構成の一例を示す略解図である。
【図２】本発明の光ファイバ素線の製造方法における被覆層形成時の被覆層の状況の一例を段階的に示す模式図である。
【図３】被覆層の膜厚とその被覆層の膜厚変動幅との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の光ファイバ素線の製造方法を実施するための装置の全体構成の別の例を示す略解図である。
【図５】従来の一般的な光ファイバ素線の製造装置の一例を示す略解図である。
【図６】熱硬化型シリコーン樹脂を被覆層として用いた場合における、被覆層の膜厚の変動状況を示す模式図である。
【図７】熱硬化型シリコーン樹脂を被覆層として用いた場合における、被覆層形成時の被覆層の変化を段階的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１には本発明の光ファイバ素線の製造方法を実施するための装置の一例、すなわち光ファイバ素線製造３０の一例を示す。なお図１において、図５に示した従来の光ファイバ素線の製造方法を実施するための装置１０と同一の要素については図５と同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
図１において、冷却装置１８とターンプーリ２８との間には、予備被覆層形成のための第１の被覆装置３２Ａおよび予備被覆層の加熱硬化のための第１の熱硬化装置３４Ａと、本被覆層形成のための第２の被覆装置３２Ｂおよび本被覆層の加熱硬化のための第２の熱硬化装置３４Ｂとが、直列上に配列されている。
【００３０】
このような製造装置３０を用いて本発明の光ファイバ素線の製造方法を実施するに当たっては、従来と同様に、紡糸工程として、光ファイバ裸線の原料となる光ファイバ母材（石英系ガラス母材）１２を紡糸用加熱炉１４において２０００℃以上の高温に加熱して溶融させ、その紡糸用加熱炉１４の下部から、高温状態で光ファイバ裸線１６として伸長させながら下方に引き出し、その光ファイバ裸線１６を、樹脂によりコーティング可能となる温度まで冷却装置１８により冷却する。
【００３１】
そして所要の温度まで冷却された光ファイバ裸線１６の外周上に、先ず予備被覆層形成工程として、未硬化（未架橋）の熱硬化型シリコーン樹脂の塗布液を、第１の被覆装置３２Ａにより後述するような所定の薄い厚みで塗布し、引き続いて第１の熱硬化装置３４Ａによって熱硬化型シリコーン樹脂塗布層を加熱して硬化させ、予備被覆層を形成する。このとき、予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂は、完全に硬化させる。
【００３２】
引き続いて、本被覆層形成工程として、完全硬化後の予備被覆層の外面に、予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂と同じ熱硬化型シリコーン樹脂の未硬化（未架橋）の塗布液を、第２の被覆装置３２Ｂにより、予備被覆層を含めた最終的な被覆層の膜厚が仕上げ膜厚となるように塗布し、続いて第２の熱硬化装置３４Ｂによって予備被覆層上の熱硬化型シリコーン樹脂を加熱して硬化させ、本被覆層を形成する。これによって前記予備被覆層と本被覆層とが一体となった保護被覆層を備えた光ファイバ素線２４となり、その光ファイバ素線２４は、従来と同様にターンプーリ２８を経て引取装置２６によって所定速度で引き取られる。
【００３３】
上述のような予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂の塗布、加熱硬化から、本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂の塗布、加熱硬化が終了するまでの被覆層の状況を、図２（ａ）〜（ｆ）に段階的かつ模式的に示し、その状況を次に説明する。なお図２では、光ファイバ裸線の縦断面の片側のみを示しているため、樹脂被覆層についても光ファイバ裸線の片側にだけ示しているが、実際には被覆層が光ファイバ裸線の全周にわたって形成されることはもちろんである。
【００３４】
図２（ａ）には、被覆層形成前の光ファイバ裸線１６を示す。この光ファイバ裸線１６の表面に、予備被覆層形成のために、前述の第１の被覆装置３２Ａによって、未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂（未架橋のシリコーン樹脂塗布液）を所定の厚みＴ１１で塗布し（予備被覆樹脂塗布層５１；図２（ｂ））、引き続いて第１の熱硬化装置３４Ａによってその予備被覆樹脂塗布層５１を加熱・架橋して完全硬化させ、予備被覆層５２とする。なおここで、加熱硬化後の予備被覆層５２の膜厚をＴ１２とする（図２（ｃ））。
その後、図２（ｄ）に示すように、完全硬化した予備被覆層５２の外面に、第２の被覆装置３２Ｂによって、予備被覆層５２の熱硬化型シリコーン樹脂と同じ種類の未硬化の熱硬化型シリコーン樹脂（未架橋のシリコーン樹脂塗布液）を、所定の厚みＴ２１で塗布し（本被覆樹脂塗布層６１）、引き続いて、図２の（ｅ）〜（ｆ）に示すように、第２の熱硬化装置３４Ｂによってその本被覆樹脂塗布層６１を加熱・架橋して完全硬化させ、膜厚Ｔ２２の本被覆層６２とする。
なお、加熱硬化後の予備被覆層５２の膜厚Ｔ１１と加熱硬化後の本被覆層６２の膜厚Ｔ２２との合計厚み、すなわち予備被覆層５２と本被覆層６２とからなる保護被覆層７１の全体の膜厚をＴ３とする（図２（ｆ））。
【００３５】
以上のような図２（ａ）〜（ｆ）に示す過程において、予備被覆層形成工程として、熱硬化型シリコーン樹脂（未架橋のシリコーン樹脂塗布液）を塗布するにあたっては、加熱・架橋による完全硬化後の予備被覆層５２の膜厚Ｔ１２が、最終的な製品の光ファイバ素線２４の被覆層６２の長さ方向への厚みの変動に影響しないように、塗布厚Ｔ１１を十分に小さい厚さとする。
【００３６】
すなわち、予備被覆層５２の形成のための塗布厚が十分に小さければ、予備被覆層５２が硬化する際において、加熱により硬化が開始される表面部位から光ファイバ裸線表面に接する位置に至る距離が小さくなる。これは、硬化速度の不均一の程度が小さくなることを意味するから、硬化中に硬化速度の不均一に起因して前述のような瘤状部が形成されてしまうおそれが少ない。また仮に瘤状部が形成されたとしても、予備被覆層５２の絶対的な膜厚が十分に小さければ、最終的な製品の光ファイバ素線の被覆厚の変動に及ぼす影響を、ごく小さいレベルに抑えることができる。逆に言えば、仮に硬化によって長さ方向に予備被覆層５２の膜厚Ｔ１２が変動したとしても、その予備被覆層の厚み変動幅が、最終的な製品の光ファイバ素線の被覆厚の変動に実質的に影響せず、ひいては側圧変動による伝送損失の増大を実質的に招かない程度（無視しうる程度）となるように、膜厚Ｔ１２を小さい厚みに設定すればよい。またこれは、予備被覆層５２の膜厚Ｔ１２は、径方向の硬化速度の不均一による影響が実質的に無視できる程度の小さい膜厚であれば良い、と言うこともできる。
【００３７】
ここで、予備被覆層５２の加熱硬化後の具体的な膜厚Ｔ１２は、５μｍ〜２０μｍの範囲内とすることが好ましい。すなわち、本発明者等が、熱硬化型シリコーン樹脂を、種々の厚みで実際に光ファイバ裸線に塗布して加熱硬化させる実験をそれぞれ多数回行ない、加熱硬化後の被覆層の長さ方向における膜厚変動幅を調べたところ、図３に示すような結果が得られた。ここで、膜厚変動幅が５μｍを越えれば、光ファイバ素線の側圧変動により伝送損失が大きくなることが多いが、膜厚が２０μｍを越えれば、膜厚変動幅が急激に大きくなって５μｍを越えてしまう。そこで、予備被覆層の加熱硬化後の膜厚は、２０μｍ以下とすることが望ましい。一方、予備被覆層の加熱硬化後の膜厚が５μｍ未満では、膜厚変動幅は小さいが、被覆装置通過時にファイバが被覆装置の出口部分などと接触したことに起因すると思われる強度不良が発生する場合がある。そこで予備被覆層５２の加熱硬化後の膜厚Ｔ１２は、５μｍ〜２０μｍの範囲内とすることが望ましい。
【００３８】
上述のように、完全硬化されて望ましくは５μｍ〜２０μｍの範囲内の膜厚で形成された予備被覆層５２上に、本被覆層形成のために再び予備被覆層５２と同じ熱硬化型シリコーン樹脂を塗布して、加熱・硬化させる段階（本被覆層形成工程）では、その本被覆層６２の熱硬化型シリコーン樹脂は、同じ熱硬化型シリコーン樹脂からなる完全硬化済みの予備被覆層５２に接することになる。したがって本被覆層形成用の熱硬化型シリコーン樹脂液６１と予備被覆層５２の界面に表面張力が実質的に生じず、そのため、表面張力によって本被覆層樹脂の硬化時にその硬化層が丸まろうとする働きが生じることもない。したがって図２（ｅ）に示すように、本被覆層の樹脂はその表面がファイバ長さ方向に平坦なまま、表面側から内側に向かって硬化が進行し、最終的に図２（ｆ）に示すように、膜厚変動がない被覆層（予備被覆層５２と本被覆層６２とが一体化した層）７１が形成される。すなわち、図５に示したような長さ方向にほぼ周期的に繰り返す瘤状部４１Ａがない状態（数珠状ではない状態）の被覆層７１が形成される。また、それに伴って、被覆層７１は、径方向への膜厚変動も小さく抑えることが可能となる。
【００３９】
ここで、予備被覆層が完全に硬化しないうちに、本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂液を塗布した場合、本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂塗布液が、予備被覆層の未硬化の樹脂液と一体となってしまって、図６で説明した場合と同様に（あるいはそれに近い状態で）、光ファイバ裸線の表面と塗布樹脂との間の表面張力により、表面から硬化が進む硬化層が丸まってしまう傾向を示す。したがってその場合には、予備被覆層を形成しておく効果が得られなくなるおそれがある。そこで、本発明においては、予備被覆層の樹脂が完全硬化した後に、本被覆層の樹脂を塗布することとしている。
【００４０】
なお、本被覆層の加熱硬化後の膜厚Ｔ２２は特に限定されるものではないが、後に改めて説明するように、予備被覆層５２と本被覆層６２とからなる膜厚Ｔ３の保護被覆層７１を、いわゆる一次コーティング（プライマリコート）層とし、さらにその上に二次コーティング（セカンダリコート）として別の保護被覆層を形成する場合、プライマリコートにおける本被覆層６２の膜厚は、一般には２５〜５０μｍ程度とすれば良い。
【００４１】
前述のように本発明では、予備被覆層５２および本被覆層６２には、いずれも熱硬化型シリコーン樹脂を使用することとしている。この熱硬化型シリコーン樹脂としては、過酸化水素をラジカルとして、架橋反応が進む樹脂や２液を混合させることにより架橋反応が進む樹脂など、樹脂を加熱することにより硬化が進む、いわゆる熱硬化型シリコーン樹脂全般のうちから、適宜選択して使用することができる。
【００４２】
また前述の説明では、予備被覆層５２に使用する熱硬化型シリコーン樹脂と、本被覆層６２に使用する熱硬化型シリコーン樹脂とでは、同一種類（同一成分）のものを使用することとしているが、異なる種類（異なる成分）の熱硬化型シリコーン樹脂であっても、予備被覆層５２の樹脂と本被覆層６２の樹脂との間に働く表面張力が、同一の樹脂間に働く表面張力と実質的に差がなければ、異なる種類（異なる成分）の熱硬化型シリコーン樹脂を使用することも許容される。
【００４３】
以上のように、径方向での硬化速度の不均一による影響が実質的に無視できる程度の小さい膜厚となるように熱硬化型シリコーン樹脂によって予備被覆層を形成し、その予備被覆層が完全硬化した後に、必要とする最終被覆厚となるように、再度熱硬化型シリコーン樹脂を塗布して加熱、硬化させることによって、長さ方向の被覆層膜厚の変動や、径方向の膜厚変動を招くことなく、偏肉が安定かつ良好な光ファイバ素線を製造することができる。また、熱硬化型シリコーン樹脂の１回の塗布・加熱硬化によって目標膜厚の被覆層を形成した場合と比較して、偏肉の悪化を招くことなく、格段に厚い膜厚の被覆層を形成することが可能となった。さらに、偏肉の悪化を招くことなく従来よりも高線速化することが可能となり、そのため光ファイバ素線の製造能率の向上にも寄与することができる。
【００４４】
なお、ＵＶ硬化型樹脂、例えばウレタンアクリレート樹脂を被覆層に使用する場合などにおいては、いわゆる２層コーティングの一つの手法として、まず一次コーティング（プライマリコート）として光ファイバ裸線の外周面樹脂被覆に樹脂を塗布して硬化させ、その後に二次コーティング（セカンダリコート）としてプライマリコートの外周面に再び溶融樹脂を塗布して硬化させることが、従来から広く行なわれている。
本発明の場合も、予備被覆層５２と本被覆層６２とからなる膜厚Ｔ３の熱硬化型シリコーン樹脂の保護被覆層７１を一次コーティング（プライマリコート）として形成し、その後に、さらに別の保護被覆層を二次コーティング（セカンダリコート）として被覆しても良い。その場合の二次コーティングの樹脂は特に限定されるものではなく、一次コーティングの熱硬化型シリコーン樹脂と同様な熱硬化型シリコーン樹脂を使用しても、あるいはその他の熱硬化型樹脂、例えばポリイミド樹脂などを使用したり、さらにはＵＶ硬化型樹脂、例えばウレタンアクリレート樹脂を使用したりすることができる。
【００４５】
例えば図４に示すように、第２の熱硬化装置３４Ｂとターンプーリ２８との間に、セカンダリコート層形成のための第３の被覆装置３２Ｃおよびセカンダリコート樹脂硬化のための第３の硬化装置３４Ｃとが、直列上に配列された設備を使用して、光ファイバ素線２４を製造すればよい。図４において、第１の被覆装置３２Ａおよび第１の熱硬化装置３４Ａは、プライマリコートにおける予備被覆層形成のためのものであり、第２の被覆装置３２Ｂおよび第２の熱硬化装置３４Ｂは、プライマリコートにおける本被覆層形成のためのものである。そして第３の被覆装置３２Ｃおよび第３の硬化装置３４Ｃは、上述のようにセカンダリコート層形成のためのものである。
このような設備を使用し、既に述べたと同様に、第１の被覆装置３２Ａから第２の熱硬化装置３４Ｂまでの間において熱硬化型シリコーン樹脂からなるプライマリコート層（前述の予備被覆層及び本被覆層からなるもの）を形成し、引き続き第３の被覆装置３２Ｃおよび第３の硬化装置３４Ｃによってセカンダリコート層を形成すれば良い。なお第３の硬化装置３４Ｃとしては、セカンダリコート樹脂の種類に応じて、加熱硬化装置あるいはＵＶ照射硬化装置などを用いれば良い。
【００４６】
このようにいわゆる２層コーティングにおけるプライマリコートを被覆するにあたって、本発明法に従って熱硬化型シリコーン樹脂により予備被覆層を形成して完全硬化後に再度熱硬化型シリコーン樹脂により本被覆層を形成して、プライマリコート層とし、その後にセカンダリコート層を形成した場合においても、本発明の効果は発揮される。
すなわち、プライマリコートの段階で、そのプライマリコート層に従来技術として既に説明したような数珠状の瘤状部が形成されて、長さ方向に大きな膜厚変動が生じれば、そのプライマリコート層の上に形成されるセカンダリコート層の表面にも大きな凹凸が生じ、最終的に得られる光ファイバ素線における被覆層全体の光ファイバ素線長さ方向での膜厚変動も大きくなってしまう。これに対しプライマリコート被覆時に本発明法にしたがって、予備被覆層、本被覆層からなるプライマリコート層を形成しておけば、プライマリコート層に数珠状の瘤状部が形成されず、プライマリコート層自体の膜厚がほとんど変動しないため、その上にセカンダリコート層を形成しても、全体的な被覆層の光ファイバ素線長さ方向での膜厚変動を小さく抑えることができるのである。
【００４７】
なおまた、前述のように、一次コーティング（プライマリコート）として光ファイバ裸線の外周面樹脂被覆に樹脂を塗布して硬化させ、その後に二次コーティング（セカンダリコート）としてプライマリコート層の外周面に再び溶融樹脂を塗布して硬化させる、いわゆる２層コーティングは、光ファイバ裸線に直接接するプライマリコートとしては側圧軽減のため相対的に軟質な樹脂を用い、外側のセカンダリコートとしては保護の面から相対的に硬質な樹脂を使用する方法であって、当然のことながら、プライマリコートとセカンダリコートとでは、特性を異ならせている。したがって、従来の一般的な２層コーティングにおけるプライマリコートとセカンダリコートとの関係は、本発明で規定する予備被覆層と本被覆層との関係とは全く異なるのである。
また従来の一般的な２層コーティングは、熱硬化型シリコーン樹脂を被覆層とするものではなく、したがって当然のことながら、熱硬化型シリコーン樹脂を使用した場合の特有の問題を解決しようとするものでもなく、したがって本発明の方法とは、基本的に異なることはいうまでもない。
【００４８】
以下に本発明の実施例を、比較例とともに説明する。
【実施例】
【００４９】
実施例１：
図１に示される装置を用い、光ファイバ裸線径１２５μｍでの紡糸・樹脂被覆を実施して、光ファイバ素線を製造した。
具体的には、予備被覆層の加熱・硬化後の膜厚が平均７．５μｍとなるように熱硬化型シリコーン樹脂を光ファイバ裸線表面に塗布して加熱により完全硬化させて、予備被覆層を形成し、引き続いて同じ種類、同じ成分の熱硬化型シリコーン樹脂を、加熱硬化後の平均膜厚が３０μｍとなるように（したがって目標素線径２００μｍとなるように）予備被覆層上に塗布して加熱により完全硬化させ、光ファイバ素線を製造した。
作製した光ファイバ素線を確認したところ、長さ方向への被覆厚の変動幅、および径方向への被覆厚の変動幅は、いずれも５μｍ以内、したがって光ファイバ素線径は２００μｍ±５μｍの範囲内であって、偏肉の悪化がほとんどない良好な光ファイバ素線を安定して製造することができた。
【００５０】
実施例２：
予備被覆層の加熱硬化後の膜厚を１７．５μｍ、本被覆層の加熱硬化後の膜厚を４５μｍとして、最終素線目標径を２５０μｍとした以外は、実施例１と同様にして紡糸して作製した光ファイバ素線を確認したところ、長さ方向への被覆厚の変動幅、および径方向への被覆厚の変動幅は、いずれも５μｍ以内、したがって光ファイバ素線径は２５０μｍ±５μｍの範囲内であって、偏肉の悪化がほとんどないが良好な光ファイバ素線を安定して製造することができた。
【００５１】
実施例３：
図４に示される装置を用い、いわゆる２層コーティングを適用して、光ファイバ裸線径１２５μｍでの紡糸・樹脂被覆を実施し、光ファイバ素線を製造した。
具体的には、先ず予備被覆層の加熱・硬化後の膜厚が平均１５μｍとなるように熱硬化型シリコーン樹脂を光ファイバ裸線表面に塗布して加熱により完全硬化させて、プライマリコートの予備被覆層を形成し、引き続いて同じ種類、同じ成分の熱硬化型シリコーン樹脂を、加熱硬化後の平均膜厚が３０μｍとなるように（したがって目標素線径２００μｍとなるように）予備被覆層上に塗布して加熱により完全硬化させ、プライマリコートの本被覆層を形成し、さらにセカンダリコートとしてシリコーン樹脂をプライマリコート層上に硬化後の膜厚が平均２５μｍとなるように形成して加熱硬化させ、光ファイバ素線を製造した。
作製した２層コーティングの光ファイバ素線を確認したところ、長さ方向への被覆厚の変動幅、および径方向への被覆厚の変動幅は、いずれも５μｍ以内、したがって光ファイバ素線径は２５０μｍ±５μｍの範囲内であって、偏肉の悪化がほとんどない良好な光ファイバ素線を安定して製造することができた。
【００５２】
比較例１：
図５に示される装置を用い、予備被覆層は形成せずに、光ファイバ裸線径１２５μｍでの紡糸・樹脂被覆を実施して光ファイバ素線を製造した。
すなわち、被覆層の加熱硬化後の平均膜厚が３７．５μｍとなるように（したがって目標素線径２００μｍとなるように）熱硬化型シリコーン樹脂を光ファイバ裸線表面に塗布して加熱により硬化させ、光ファイバ素線を製造した。
作製した光ファイバ素線を確認したところ、被覆層の外面形態が長さ方向に数珠状となっていることが確認された。そして光ファイバ素線径はその長さ方向の最大部分で２５０μｍ、最小部分で１３０μｍとなっていること、すなわち被覆層の膜厚の変動幅が、６０μｍに達していることが判明した。
【００５３】
比較例２：
予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂を光ファイバ裸線表面に塗布した後、その予備被覆層の樹脂が完全硬化していない段階で、本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂をコーティングした点以外は、実施例１と同様にして紡糸・樹脂被覆を実施した。
作製した光ファイバ素線を確認したところ、被覆層の外面形態が長さ方向に数珠状となっており、光ファイバ素線径は長手方向に数珠状にコーティングされ、光ファイバ素線径はその長さ方向の最大部分で２４５μｍ、最小部分で１３５μｍとなっていること、すなわち被覆層の膜厚の変動幅が、５５μｍに達していることが判明した。
【００５４】
比較例３：
予備被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂を光ファイバ裸線表面に塗布した後、その予備被覆層の樹脂が完全硬化していない段階で、本被覆層の熱硬化型シリコーン樹脂をコーティングした点以外は、実施例２と同様にして紡糸・樹脂被覆を実施した。
作製した光ファイバ素線を確認したところ、被覆層の外面形態が長さ方向に数珠状となっており、光ファイバ素線径は長手方向に数珠状にコーティングされ、光ファイバ素線径は、その長さ方向の最大部分で２８０μｍ、最小部分で１３０μｍとなっていること、すなわち被覆層の膜厚の変動幅が、７５μｍに達していることが判明した。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態、実施例を説明したが、本発明はこれらの実施形態、実施例に限定されないことはもちろんである。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１４・・・紡糸用加熱炉、１６・・・光ファイバ裸線、２４・・・光ファイバ素線、３２Ａ・・・第１の被覆装置、３２Ｂ・・・第２の被覆装置、３４Ａ・・・第１の熱硬化装置、３４Ｂ・・・第２の熱硬化装置、５２・・・予備被覆層、６２・・・本被覆層、７１・・・保護被覆層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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