(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、
前記コアを包囲するクラッドと、
前記クラッドを包囲するＵＶ硬化性ポリマーからなるポリマー被覆とを備えており、
前記ポリマー被覆が真珠光沢顔料を含んでおり、
前記真珠光沢顔料がマイカ粉末を含み、
前記マイカ粉末がＴｉＯ２の一種で被覆され、
前記マイカ粉末が、１μｍ〜１５μｍの平均幅を有する光ファイバ。
【請求項２】
前記ＴｉＯ２の一種がルチル形である請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記ＴｉＯ２の一種がアナタース形である請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記マイカ粉末が、１μｍ〜１０μｍの平均幅を有する請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記マイカ粉末が、８μｍの平均幅を有する請求項４に記載の光ファイバ。
【請求項６】
前記ポリマー被覆がさらに染料を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項７】
前記ポリマー被覆がさらにＵＶ遮断顔料を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項８】
前記ポリマー被覆に隣接するインク層をさらに備え、前記真珠光沢顔料が前記ポリマー被覆および前記インク層のうちの１つに含まれる請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項９】
前記ポリマー被覆が、前記クラッドを包囲する一次被覆と、前記一次被覆を包囲する二次被覆とを含み、前記真珠光沢顔料が前記二次被覆に配置される請求項１から８のいずれか一項に記載の光ファイバ。
【請求項１０】
ＵＶ硬化性ポリマーからなるマトリックス材料と、
前記マトリックス材料内に配置される１つ或いは複数の光ファイバとを備え、
前記マトリックス材料が真珠光沢顔料を含み、
前記真珠光沢顔料がマイカ粉末を含み、
前記マイカ粉末がＴｉＯ２で被覆され、
前記マイカ粉末が、１μｍ〜１５μｍの平均幅を有する光ファイバリボン。
【請求項１１】
前記ＴｉＯ２がルチル形である請求項１０に記載の光ファイバリボン。
【請求項１２】
前記ＴｉＯ２がアナタース形である請求項１０に記載の光ファイバリボン。
【請求項１３】
前記マイカ粉末が、１μｍ〜１０μｍの平均幅を有する請求項１０に記載の光ファイバリボン。
【請求項１４】
前記マイカ粉末が、８μｍの平均幅を有する請求項１０に記載の光ファイバリボン。
【請求項１５】
前記マトリックス材料がさらに染料を含む請求項１０から１４のいずれか一項に記載の光ファイバリボン。
【請求項１６】
前記マトリックス材料がさらにＵＶ遮断顔料を含む請求項１０から１５のいずれか一項に記載の光ファイバリボン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆された光ファイバに関し、より詳細には、被覆された光ファイバを色分けし、光ファイバ被覆の硬化速度も速くする改善されたやり方に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを色分けするために用いられる顔料は光を遮断する。従来の顔料は光を遮断するため、わずかな量の紫外線（ＵＶ）放射しか、従来の顔料を含む被覆を通り抜けることができなかった。顔料含有層を通り抜けることができるＵＶ放射の量は、顔料含有層およびその下側に位置する任意の他の硬化可能な層の硬化時間に直接影響する。それゆえ従来の顔料を使用することは、光ファイバ被覆の硬化時間への妨げとなる。
【０００３】
Ｅｄｗａｒｄ等に付与された米国特許第５，２５９，０６０号は、インク層と、不透明な白の着色層を含む層とを備えた被覆光ファイバを開示する。不透明な白色層は、光を反射し、可視光に対して実質的に不透明にするのに十分な白色顔料を含む。しかしながら、不透明な白色層を作製するために用いられる顔料はＵＶ放射を遮断する従来の顔料であり、それゆえ硬化速度を速めることを妨げている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の問題点を解決することである。より詳細には本発明の目的は、容易に識別可能な色分けを維持しながら、光ファイバ被覆の硬化速度を速めることである。さらに別の目的は、光ファイバ被覆の色の明るさ（ブライトネス）、すなわち鮮明度（ビジビリティ）を高めながら、光ファイバ被覆の硬化速度を速めることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、光ファイバのポリマー被覆材料に真珠光沢顔料を用いて、光ファイバの色の識別を容易にするとともに、ＵＶ透過の量を増やし、それによりより速いＵＶ硬化速度を達成する。本発明は、光ファイバが耐密の被覆を含む場合には特に重要である。耐密被覆は、光透過特性或いはファイバの強度に影響を与える可能性もある水蒸気或いはガス状の汚染物質の有害な影響からファイバを保護するように作用する。耐密被覆は典型的には、光を吸収し、暗色の背景を示す傾向がある金属或いは炭素系被覆である。それゆえ存在する場合には、耐密被覆は、有効に色分けすることをさらに難しくする。
【０００６】
ファイバのサイズおよび幾何学的形状に起因して、ポリマーファイバ被覆における識別可能な明るさ或いは色の強さの大部分は、着色剤が存在するポリマーマトリックス材料を介して透過或いは反射される光から引き出されるということが重要である。これは、その上に耐密被覆が存在しなければ、ファイバ自体の表面から垂直に反射されはずの、被覆を横切る実質的な光成分を含む。
【０００７】
被覆を透過する光の割合を増やすことは、本発明に従って、顔料層に追加の不透明化剤が含まれるのを最小限にするか或いは含まれないようにすることにより、すなわち光ファイバ被覆を着色するために用いられる従来の顔料の代わりに真珠光沢顔料剤を用いることにより実現される。真珠光沢顔料を着色顔料と同じ被覆に用いることにより、或いは顔料層の下側の層に用いることにより、着色顔料に当たる光の量を増加させる。着色顔料に当たる光の量を増加させることにより、着色層に存在する顔料の明るさ或いは鮮明度が増す。
【０００８】
別の重要な点は、従来の顔料が、顔料を含む層内、或いはその層の下にあるポリマーを硬化するために必要なＵＶ放射を遮断することである。それゆえ、従来の顔料の一部の代わりに真珠光沢顔料を用いることにより、約４００ｎｍ未満の波長の放射に対する遮断がより少ないため、遮断されるＵＶ放射の量を低減する。遮断されるＵＶ放射の量が減少するため、下側のポリマーを硬化するためにより多くのＵＶ放射が透過され、それが硬化速度を速める。例えば真珠光沢顔料は、マイカ粉末、顔料で被覆されたマイカ粉末、フィッシュスケール、或いはポリマー内に配置されて金属のような仕上げを与える任意の他のタイプの粉末を含む。
【０００９】
一実施形態では、真珠光沢顔料はマイカ粉末からなる。マイカ粉末は、約４００ｎｍ未満のＵＶ放射に対してより透過性が高く、約２５０〜４００ｎｍの波長を用いて、ポリマー被覆を硬化する。従ってマイカ粉末は、ポリマー被覆を硬化するために用いられるＵＶ放射波長のより多くの量を透過する。さらにマイカ粉末は、可視領域の光を含む約４２０ｎｍより長い光を反射し、ファイバ識別用の色の明るさ或いは鮮明度を高める。従ってマイカ粉末により、下側のポリマー被覆は、迅速に硬化するようになると同時に、光ファイバにおいて、より容易に識別することができ、その度合を高めた色を生成する。
【００１０】
マイカ粉末の平均幅は１μｍからその粉末が含まれる被覆厚さ程度までの範囲にすることができる。例えば被覆の厚さが１５μｍ程度である場合、１５μｍより大きい平均的な幅を有する粉末では良好に作用しないであろう。マイカ粉末の平均幅は１μｍ〜１０μｍであることが好ましく、それがファイバコアに付加的な応力を生成することなく、かつ光ファイバが作製されるダイを詰まらせえることなく、良好な結果をもたらす。マイカ粉末の平均幅は８μｍであることが最良である。
【００１１】
マイカ粉末は、「白」色を生成するために酸化チタン（ＴｉＯ２）の一種で被覆される場合もある。詳細には、良好に作用するＴｉＯ２の２つの種類は、ルチル形およびアナタース形である。「白」の真珠光沢顔料は、他の着色顔料の明るさ或いは鮮明度を高めるために光を反射する際に有用である。さらに単独で用いる場合には、真珠光沢顔料は、容易に識別可能な「白」に着色されたファイバを作製する。
【００１２】
本発明により光ファイバの被覆に用いられるポリマーの組成は重要ではない。
光ファイバの被覆に適用するために有用であることがわかっているよく知られた硬化可能な液体ポリマーの任意のものを用いることができる。保護および／または着色光ファイバ被覆用に以前から用いられているよく知られたタイプのポリマーのいくつかの例は、ユリアアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンエポキシド、シリコンアクリレートおよびシリコンポリマーを含む。これらの被覆の熱硬化可能な或いは放射線硬化可能な種類を用いることができる。光ファイバを被覆するために用いられるポリマーは、ＵＶ硬化性ポリマー、電子ビーム硬化性ポリマー、或いは任意の他の適切なポリマーであってよい。しかしながら本発明の真珠光沢顔料は、ＵＶ硬化性ポリマーを用いる場合に特に有用である。それゆえ本明細書は、ＵＶ硬化性ポリマーからなる光ファイバ被覆とともに本発明を説明するが、そのポリマーは任意の適当なタイプからなることができることを理解されたい。
【００１３】
本発明の上記および他の目的および利点は、添付の図面とともに以下に記載する好ましい実施形態の詳細な説明においてより明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１および図２に示されるように、光ファイバ１は、コア１０と、クラッド１２と、一次被覆２０と、二次被覆２２とを備える。さらに光ファイバは気密あるいは耐密（ハーメチック）被覆１４および／またはインク層２４を備える。一次被覆２０および二次被覆２２はＵＶ硬化性ポリマーからなる。
【００１５】
図１は、真珠光沢(perlescent)顔料を含む二次被覆２２’を示す。例えば真珠光沢顔料は、マイカ粉末、或いは顔料で被覆された、特にＴｉＯ２の一種で被覆されたマイカ粉末であってよい。二次被覆２２’がＴｉＯ２の一種で被覆された真珠光沢顔料のみを含む場合、「白」に着色されたファイバが作製される。別法では、二次被覆２２’は、識別用の他の色に対応する他の顔料を含む場合もある。他の着色顔料とともに「白」の真珠光沢顔料を含むことにより、他の着色顔料の鮮明度が高くなる。さらに「白」の真珠光沢顔料と着色顔料とを同じ被覆層内に含むことにより、「白」の真珠光沢顔料が着色顔料の一部と置き換わり、着色被覆のＵＶ透過率が改善され、それによりより速い硬化速度が可能になる。
【００１６】
二次被覆２２に真珠光沢顔料を含む代わりに、真珠光沢顔料は、光ファイバの異なる被覆に含まれる場合もあるが、それでも図１の光ファイバとともに記載された利点と同じ利点を有することができる。例えば図２に示されるように、光ファイバの中には、二次被覆２２を取り囲むインク層２４を含むものもある。このタイプのファイバでは、一次被覆２０或いは二次被覆２２のいずれにも着色顔料は含まれないが、代わりに、別個のインク層２４に含まれる。この場合には、真珠光沢顔料は、二次被覆２２およびインク層２４の任意の１つ或いは複数に加えられることもできる。
【００１７】
真珠光沢顔料が二次被覆２２に含まれる場合、インク層２４の着色顔料の鮮明度が高められる。インク層の顔料の鮮明度は、二次被覆２４内の真珠光沢顔料により反射される光に起因して高められる。また真珠光沢顔料が、硬化のための用いられる多量のＵＶ光ほど遮断しない場合には、硬化時間は、真珠光沢顔料を含有することにより悪影響を受けない。
【００１８】
真珠光沢顔料がインク層２４に含まれる場合には、着色顔料の鮮明度が高められるとともに、硬化速度が速くなる。真珠光沢顔料が可視範囲の光を反射するため、その顔料は明るくなる、すなわち着色顔料の鮮明度が高くなる。また真珠光沢顔料がインク層２４の着色顔料の一部を置き換えるため、硬化時に用いられるＵＶ放射を遮断する顔料がより少なくなる。さらに着色顔料を置き換える真珠光沢顔料が、硬化時に用いられるＵＶ放射を透過するため、硬化速度が速くなる。
【００１９】
別の実施形態では、本発明の真珠光沢顔料が光ファイバリボンに用いられる場合もある。図３は、マトリックス（素地）材料３に配置される光ファイバ１を含む光ファイバリボンを示す。簡単にするために、図３に示される光ファイバ１は、被覆２を含む。光ファイバ１は図１および図２に示される任意のタイプ、任意の他の適切なタイプのものであってよい。従って、被覆２は、一次被覆２０および二次被覆２２を、或いは一次被覆２０、二次被覆２２およびインク層２４を含む場合がある。別法では、被覆２は光ファイバ上の被覆のみである場合もある。光ファイバリボンでは、マトリックス材料３は光ファイバ被覆のポリマー材料と類似のポリマー材料からなり、異なる光ファイバリボンを識別できるように、顔料を含むこともできる。本発明では、真珠光沢顔料は、光ファイバリボンのマトリックス材料３に含まれる。マトリックス材料内の真珠光沢顔料は、マトリックス材料内の着色顔料の明るさ或いは鮮明度を高め、それにより種々の光ファイバリボンの識別を容易にする。さらに真珠光沢顔料のＵＶ透過性のため、マトリックス材料の硬化速度が速くなる。
【００２０】
着色「顔料」を用いる代わりに、上記ポリマー材料のうちの任意の材料が「染料」を含む場合もある。適切な「染料」は、Ｐｅｔｉｓｃｅに付与された米国特許第５，０７４，６４３号に記載されており、ここで参照して本明細書の一部としている。
【００２１】
「染料」は「白」色を作り出すことができない。しかしながら本発明の真珠光沢顔料を用いれば、任意の他の着色顔料或いは染料を用いずに使用する場合でも、「白」色を作り出すことができる。「白」色を作り出すために、マイカ粉末、或いは金属のような仕上げを与える他の粉末を、その上に被覆を用いずに使用することもできる。別法では、「白」をより鮮明するために、マイカ粉末をＴｉＯ２の一種で、より詳細にはルチル形、或いはアナタース形で被覆することもできる。
【００２２】
さらに真珠光沢粉末は、「染料」とともに被覆に用いて、光ファイバ色を鮮明にすることもできる。例えば、真珠光沢粉末は、黒色染料とともに用いる場合により鮮明な石板色、赤色染料とともに用いる場合により鮮明なバラ色、ライトブルー染料とともに用いる場合により鮮明な淡青緑色を作り出す。再び上記のように、染料とともに真珠光沢顔料を含むことにより、ＵＶ透過率が高まり、それにより硬化速度が速くなる。
【００２３】
ここまで本発明の特定の実施形態が記載されてきたが、添付の請求の範囲において規定されるように本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の光ファイバポリマー被覆に対して多くの変更形態が実現されるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による光ファイバの概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による光ファイバの概略断面図である。
【図３】本発明による光ファイバリボンの概略断面図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ
２  被覆
３  マトリックス材料
１０  コア
１２  クラッド
１４  耐密被覆
２０  一次被覆
２２、２２’  二次被覆
２４  インク層
【図１】
0004681711.tif 000002
【図２】
0004681711.tif 000003
【図３】
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