(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ線の長さに沿って連続する縦ストライプを塗布する方法であって、
（ａ）光ファイバ線が第一被覆ダイを通過するステップと、
（ｂ）前記光ファイバ線の周りに且つ長さ方向に沿って第一被覆の層を塗布するステップと、
（ｃ）前記第一被覆がされた前記光ファイバ線が第二被覆ダイを通過するステップと、
（ｄ）前記被覆された光ファイバ線の周りに且つ長さ方向に沿って第二被覆の層を塗布するステップとを含み、前記第二被覆の層は前記第一被覆の層の少なくとも一部を直接又は間接的に覆うものであり、さらに、
（ｅ）前記第二被覆の層の塗布の間に、少なくとも１つのコード領域を、前記第二被覆の層内に完全に包含されるように前記光ファイバ線に塗布するステップとを含み、前記第二被覆の層が単独で前記少なくとも１つのコード領域に全ての側で接触する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第一被覆の層と前記第二被覆の層とが単一の塗布装置で塗布されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一被覆ダイと前記第二被覆ダイとが単一の塗布装置に存在することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
光ファイバ線の長さに沿って連続する縦ストライプを塗布する方法であって、
（ａ）光ファイバ線が第一被覆ダイを通過するステップと、
（ｂ）前記光ファイバ線の周りに且つ長さ方向に沿って第一被覆の層を塗布するステップと、
（ｃ）前記第一被覆がされた前記光ファイバ線が第二被覆ダイを通過するステップと、
（ｄ）前記被覆された光ファイバ線の周りに且つ長さ方向に沿って第二被覆の層を塗布するステップと、
（ｅ）前記第二被覆の塗布の間に、少なくとも１つの不均質コード領域を、前記第二被覆層内に完全に包含されるように前記光ファイバ線に塗布するステップとを含み、前記第二被覆の層が単独で前記少なくとも１つの不均質コード領域に全ての側で接触する、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記第一被覆の層と前記第二被覆の層とが単一の塗布装置で塗布されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一被覆ダイと前記第二被覆ダイとが単一の塗布装置に存在することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆ファイバ、特に一又は二以上の不均質領域を有する被覆ファイバとその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被覆ファイバは、様々な製品を作製するために用いることができる。例えば光ファイバは、その特性に有害な影響を与えうる湿気や埃のような環境条件からファイバを保護する、一又は二以上の樹脂被覆層を有するファイバの光学要素を含んでいる。
【０００３】
これらの被覆層はしばしば、ファイバを保護するため、および衝撃をやわらげるためのバッファーとして作用する、第一あるいは最初の被覆層を直接にガラスファイバに付着させて、次に典型的には処理中および使用中のファイバのダメージを防ぐ保護用の外側の層として作用する第二の被覆層を付着させて構成される。
【０００４】
光ファイバの被覆は典型的には透明なので、生産された光ファイバには着色されていない。しかしながら、着色された被覆と、その結果として着色された光ファイバを提供することが知られている。これに関しては、所望の色が、所望の被覆を形成するための組成からなるプレポリマーに混合される。この着色された被覆は、ファイバの第２の被覆の代用品、あるいはさらなる第三の被覆として導入される。
【特許文献１】米国特許第５、１４７、４３３号明細書
【特許文献２】米国特許第４、４８０、８９８号明細書
【特許文献３】米国特許第４、４７４、８３０号明細書
【特許文献４】米国特許第４、８５１、１６５号明細書
【特許文献５】米国特許第５、１４６、５３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この技術はファイバの「着色法」を与えるが、それ自体の困難さをも導いてしまう。例えば、一度の硬化工程で、第一および第２被覆をともに硬化しようとするプロセスで、着色された第２の被覆を用いると、内部あるいは第一被覆の硬化に悪影響を与え、ファイバの機械的な性能を悪化させる。
【０００６】
実際問題としてさらに、製造工程において、着色された被覆のそれぞれに対して別々の在庫資材を維持しなければならないので、在庫資材管理が更に複雑である。例えば、少なくとも１２の異なる色が電話の分野で用いられている。従ってそのような環境で用いるための着色ファイバを提供するために、製作者はそれぞれ所望の色に着色された第２被覆に対して別々の在庫資材を維持することを要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
少なくともある程度、本発明は、例えばファイバのコーディングといった所望の機能性を与えるように、例えばコードのストライプ（ｃｏｄｉｎｇ  ｓｔｒｉｐｅ）といった、一又は二以上の不均質領域をファイバ上の被覆層に導入することができるという驚くような発見に基づいている。更に、ファイバの製造に用いられる、例えば被覆層の硬化といった続く処理工程に悪影響を与えることなしに、この領域を導入することができる。
【０００８】
本発明のある一面は、ファイバと、直接あるいは間接的に線上に存在する少なくとも一つの被覆層と、一又は二以上の被覆層中、あるいは上に存在する少なくとも一つの不均質領域とを含む被覆ファイバに関連する。本発明の好ましい実施例では、第一被覆層と第２被覆層とが利用され、ここで不均質領域は第二被覆層に存在している。
【０００９】
好ましくは不均質領域はファイバの着色コーディングにおいて有用な着色材料を含むが、その領域は多くの所望の機能性を製作されたファイバに与えるために用いることができる。
【００１０】
本発明の別の一面では、ファイバ線の表面の少なくとも一部分を直接あるいは間接的に被覆層が覆うように、少なくとも一つの被覆層をファイバに導入し、かつ一又は二以上の被覆層の中あるいは上に、少なくとも一つの不均質領域を導入することを含む、被覆ファイバを形成するための方法に関する。被覆ファイバは、所望の製品を提供するために処理、例えば硬化することができる。
【００１１】
もう一度、方法には第一被覆層と第２被覆層を線上に導入することが含まれることが望ましい。領域は、被覆層の硬化の前に、第２被覆層と同時、あるいは続いて導入されることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、光ファイバに関連した利用に対して適したファイバの配置に関する。本発明に従うファイバの配置は、ファイバの表面上に直接、あるいは間接的にそれ自身位置する、被覆層の中あるいは上に存在する、少なくとも一つの不均質領域を含む。
【００１３】
「不均質領域」とは、領域が隣接する、あるいは囲まれている被覆層の組成と異なる組成からなることを意味している。この不均質領域は所望の機能をその領域に与えるための材料を含んでいる。実際、不均質領域には材料の欠損（例えば被覆層の中、あるいは間に「穴（ホール）」を規定する）もあり得る。
【００１４】
一又は二以上の不均質領域はファイバの周囲の少なくとも一部分の周りに延長することができるが、特にＵＶ硬化と関連して不均質領域はファイバの円周の周りに連続して延長しないことが望ましい。しかしながら、しばしば硬化技術（例えば電子ビーム）によってはより完全に表面は覆われる。
【００１５】
更に、ファイバの少なくともある一部分に沿って、一又は二以上の不均質な「縞（ストライプ）」を規定するファイバの長さの長さ方向に沿って、不均質領域を延長することが望ましい。しかしながら、ファイバの長さに沿って、例えば一連の「点（ドット）」および／あるいは「ダッシュ」を規定する、ファイバの長さに沿って不連続性が存在することもまた本発明の範囲に含まれる。
【００１６】
本発明に従うファイバは、技術的に知られたファイバ線、好ましくは光ファイバを形成するために適したファイバ線、一又は二以上のファイバ線上の被覆層と、一又は二以上の不均質領域を含んでいる。
【００１７】
ファイバ線は、多様なガラスを含む材料、プラスチックを含むポリマーや類似物から作り出される。更に本発明で利用するために適した被覆材料は、被覆ファイバに望まれる利用法に依存している。例えば、光ファイバの分野では適当な第一および第二被覆材料はその分野で良く知られ、多様なエポキシ、ウレタンやアクリルに基づく樹脂を含んでいる。
【００１８】
第一および第二被覆層を光ファイバ線に導入するための特別な技術もまた、知られている。例えば、全体としてそのまま引用として組み込まれるアメリカ特許第５、１４７、４３３号を参照されたい。光ファイバの他の例や複合被覆に関する技術は、米国特許第４、４８０、８９８号、同４、４７４、８３０号、同４、８５１、１６５号および同５、１４６、５３１号において議論されている。これらの特許では第一と第二被覆層の両方に対して適した材料を例示している。従って、光ファイバとして利用するために適した被覆ファイバを形成するための一般的なプロセスは、ここでは詳細には記述されない。
【００１９】
上述したように、本発明は、被覆層と関連した一又は二以上の不均質領域をも含んでいる。図１ー５に適切な配置の例が図示されている。図１ａでは不均質な領域は完全に被覆層の中に位置し、一方で図１ｂでは被覆層の外側の領域に存在することを示してある。さらに図２、３ａ−３ｂ、４ａ−４ｃおよび５はファイバの光学的線に関連した複数の領域の利用法を示した図である。それぞれの場合、ファイバ線１は、一又は二以上の領域を含む第一被覆２と第二被覆３によって覆われている。
【００２０】
これらの図は、第一および第二被覆層の二つの被覆の配置を有するファイバの利用法を図示したものであるが、本発明はそのような配置に限られるものではない。
【００２１】
さらに、一つ以上の領域が用いられる場合、その領域はガラスファイバから被覆層の中に放射状に間隔をあけて存在することも、あるいはまた、被覆されたファイバの外周の周りに間隔をあけて存在することもできる。領域のおよその数と位置が、ファイバの最終的な末端利用の本質に依存している。被覆光ファイバの分野において、一ないし四の領域の利用が望ましい。
【００２２】
この明細書では、光ファイバのコーディングのための一又は二以上の色含有不均質領域を重点的に扱うが、領域は多様な異なる機能を提供するために利用することもできる。例えば、ファイバの配置の中で導電性領域を提供するために、領域に導電性材料を含ませることもできる。他の実施例で、縞（ストライプ）にはファイバのバーコーディングを考慮に入れた材料を含ませることもできる。領域は例えば、ファイバの特性を修正するためにも使うことができる。領域は、例えばファイバの被覆とは異なる屈折率といった特性を持つ材料を含むこともできる。実際、例えば被覆層の中に「穴（ｈｏｌｅ）」を含むといった、なんらかの材料の欠損ということもありえる。
【００２３】
代わりに、縞は、被覆層といちじるしく異なる材料も含むこともあり得る。そんな材料の例として、他のものの中でファイバのよじれの記録を与えられるような要素を測定する偏光モード分散（ＰＭＤ）や強度補強部材が含まれる。
【００２４】
さらに領域のもう一つの利用法は、ファイバに対する硬化センサーのようなセンサー要素としてである。例えば、領域は、例としてＵＶ硬化といった続く処理工程の間に色の変化することのできる材料を含むことである。そのような材料がセンサーとして用いられ、その領域の色の変化によって被覆層が硬化に適したＵＶ照射レベルにさらされる時間を決定する。
【００２５】
上述したように、光ファイバの分野においてファイバをコーディングする着色材料を含んでいる。この末端で本発明に従う光ファイバは、好ましくは一又は二以上の、ファイバに「縞（ストライプ）」を提供するために縦方向に延びる不均質領域を含んでいる。縞は意図する目的によって同じ、あるいは異なる機能を持つことができる。コードの着色が目的であるならば、例えば縞は同じ、あるいは異なる色を持ち得る。
【００２６】
不均質領域形成材料の組成はその機能に依存して大きく変化する。この点に関して、領域が着色された縞である場合、材料は被覆層の特性に悪影響を与えることなしに光ファイバの被覆層に色を加えるために適した何れかの材料である。
【００２７】
それに制限されないが、縞はファイバ線の被覆と共用できる材料から製造されることが好ましい。例えば、第二被覆層としてＵＶ硬化材料を利用することは、光ファイバを形成する分野で良く知られている。例えばＵＶ硬化プレポリマーといったＵＶ硬化組織が第二被覆層の形成において用いられたならば、縞を形成する組成はまた、第二被覆層と同じもとのプレポリマーを含むことが望ましい。
【００２８】
着色された縞が望まれるならば、縞を形成する組成には、一又は二以上の染料、あるいは顔料が含まれる。そのような染料や顔料は前もって縞を形成する組成の中に混ぜ込むことができる。光ファイバに適した着色被覆の組成はボーデン（Ｂｏｒｄｅｎ）やＤＳＭデソテック有限責任会社（ＤＳＭ  Ｄｅｓｏｔｅｃｈ，Ｉｎｃ）から商業的に利用できる。
【００２９】
ファイバへの所望の着色はまた、光さらし（ｐｈｏｔｏ  ｂｌｅａｃｈ）の利用によっても提供される。これに関して、被覆材料は、例えば可視光のような照射に  続く異なる波長で吸収するように材料の吸収特性における変化のような光さらし性（ｐｈｏｔｏ  ｂｌｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙ）、即ち、例えば可視光といった照射へ抵抗し、続いて異なる波長で吸収するというような材料の吸収特性における変化、をあたえる材料を含んでいる。
【００３０】
更にさまざまな色彩をファイバに提供するためのもう一つの技術として、縞および／あるいはファイバで知覚される色を変えるため選択的に配置された、一又は二以上の色彩の縞を利用することも含まれる。図５に示されるように、赤色縞４ｒと黄色縞４ｙが、ともにファイバ上で組み合わされることによってオレンジの縞と知覚される縞を提供することができる。これに関しては、例えば白、黒、青、赤、そして黄色といった５色の色の様々な組合せによって、おおよそ１２色の色彩が提供される。
【表１】
0004685829.tif 000002
【００３１】
着色縞の形成において、所望の染料に加えて色彩の蛍光剤が、色彩の輝度や色相を高めるために加えられるかもしれない。そのような材料の適した例には、スチルベン、フェナントレンおよびその類似化合物が含まれる。そのような化合物には、ＵＶ光を吸収して、より長い波長の可視光か、可視光近辺で蛍光を発する、あるいはリン光を発するメカニズムによって動作する光蛍光剤が含まれる。
【００３２】
本発明のもう一つの側面には、被覆ファイバ線、特には一又は二以上の不均質領域を含む光ファイバを提供するための方法が含まれる。ファイバを製作するための方法には好ましくは、直接あるいは間接的にファイバ線の表面に、それ自身が存在する被覆層の上あるいは中に、一又は二以上の不均質領域を導入することが含まれる。
【００３３】
上述したように、光ファイバ、特に一又は二以上の被覆層を含む光ファイバを生産するための技法は、技術的に知られている。本発明は、そのようなプロセスとともに用いることもできる。例えば、被覆層を硬化する紫外光（ＵＶ）や電子ビーム（ＥＢ）を含む、何れかの理解された硬化技術とともに効果的に用いることができる。
【００３４】
図６−９には、被覆ファイバ線に不均質領域を導入するための、好ましい技法の例を図示している。しかしながら本発明は、多くの異なる形態で実施されるかもしれず、図に示された実施例に制限されるものと解釈すべきではない。むしろこれらの実施例は、この開示が全体で、完全であり、かつ当業者に発明の範囲を十分に伝えるように提供されている。同じ番号は全体を通して同じ要素につけられている。
【００３５】
図６において、一般的に参照数字１０で示される方向に引かれるガラスファイバは、第一被覆層供給材料１２および第二被覆層供給材料１３の両方によって被覆される。さらに例えばＵＶ色被覆液といった適当な不均質領域形成材料が、一又は二以上の位置１４に導入される。代わりに空気が被覆層に導入され被覆層の中に「穴（ホール）」を規定することもあり得る。
【００３６】
これに関して、例えばＵＶ硬化可能プレポリマー混合物といった多くのポリマー材料は、典型的には利用に際して混ぜられずに、従って一又は二以上のこれらの不均質領域形成構成が所望の縞を提供するためにファイバ線に流される。
【００３７】
適切な配置の例が図７に図示された。図７において、ファイバは線上に導入される第一被覆供給材料１２と第二被覆供給材料１３とともに方向１０に引かれる。一又は二以上のこれらの不均質領域形成材料の流れ１４は第二の被覆層とともに導入される。
【００３８】
再度、第一と第二被覆層が混合しないように第一層、第二層および縞形成材料が選択されるので、所望の縞がファイバ上に形成される。
【００３９】
縞の導入に続いて、ファイバは、被覆層が例えば被覆層の硬化のためのＵＶやＥＢ照射にさらされる、硬化工程（示されていない）を通過する。
【００４０】
本発明で用いるために適した装置要素は技術的に知られている。ここで詳細に記述はしないが、例えば何れかの技術的に知られたダイ（ｄｉｅ）が本発明において効果的に用いることができる。しかしながら、完成の目的のために適したダイの特定の例として二重小型ダイ（ｄｕａｌ  ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｅ）および二重固定ダイ（ｄｕａｌ  ｆｉｘｅｄ  ｄｉｅ）が含まれる。
【００４１】
不均質領域形成材料の量は、減圧や絞り弁のような装置を含む様々な技法を介して制御することができる。
【００４２】
縞を導入するための適当なプロセスの特定の例が図８の圧力給送管配置によって図示され、第二被覆のための容器と縞形成材料のための容器の両方の圧力が単一のガスソース２０から加えられる。圧力は容器間で等しく保たれ、縞形成材料の相対的な流れは第二被覆の供給ラインと縞形成材料の供給ラインの間の流れに対する抵抗の比率を調節することによって調整される。
【数１】
0004685829.tif 000003
ここでＲｓは第二被覆に対する供給ラインの流れに対する抵抗、Ｒｃｃは縞形成材料に対する供給ラインの抵抗である。
【００４３】
さらに、被覆層に関する縞の位置は第二被覆供給ラインに対する縞材料形成ラインの関係に依存して調整することができる。例えば、図８において縞材料がＡ地点で導入されたならば、縞は完全に第二の被覆材料の中に封じ込められるだろう。
【００４４】
一方、本発明は光ファイバの長さに沿った、縦方向に延びた好ましい縞の形成に関連付けて議論してきたが、更なる修正と最適化を行うこともできる。
【００４５】
例えば、一又は二以上のパルス状の縞がファイバの周りで円周状に導入され、ファイバ上に縞形成材料の不規則な「塊（ｌｕｍｐ）」を作り出すこともできる。そのような技術は、例えばパルス状圧力送出システムによってパルスが発生される場合の図９の図によって示された配置によって作り出すことができる。
【００４６】
本発明にかかわる多くの修正と他の実施例が、前述の記載と関連した図において提示された本発明の教示によって利益を有する当業者には考えつくであろう。それゆえ、本発明が開示された特定の実施例に制限されず、かつ修正や他の実施もまた添付の特許請求の範囲に含まれることもまた、理解できるであろう。この明細書中では特定の用語が用いられたが、それらは総称的、あるいは記述的な意味のみで、制限することを目的に用いられてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ａおよびｂは本発明に従う、一又は二以上の不均質領域を有する被覆ファイバの断面図を示す図である。
【図２】本発明に従う、一又は二以上の不均質領域を有する被覆ファイバの断面図を示す図である。
【図３】ａおよびｂは本発明に従う、一又は二以上の不均質領域を有する被覆ファイバの断面図を示す図である。
【図４】ａ，ｂおよびｃは本発明に従う、一又は二以上の不均質領域を有する被覆ファイバの断面図を示す図である。
【図５】本発明に従う、一又は二以上の不均質領域を有する被覆ファイバの断面図を示す図である。
【図６】本発明に従う、ファイバ線上へ不均質領域と一又は二以上の被覆層を同時に導入するための適当な技術を示す図である。
【図７】本発明に従う、ファイバ線上へ不均質領域と一又は二以上の被覆層を同時に導入するための適当な技術を示す図である。
【図８】本発明に従う、ファイバ線上へ不均質領域と一又は二以上の被覆層を同時に導入するための適当な技術を示す図である。
【図９】本発明に従う、ファイバ線上へ不均質領域と一又は二以上の被覆層を同時に導入するための適当な技術を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ファイバ線
２  第一被覆
３  第二被覆
４  一又は二以上の領域
１０  方向
１２  第一被覆供給材料
１３  第二被覆供給材料
１４  不均質領域形成材料
２０  単一ガス源
【図１】
0004685829.tif 000004
【図２】
0004685829.tif 000005
【図３】
0004685829.tif 000006
【図４】
0004685829.tif 000007
【図５】
0004685829.tif 000008
【図６】
0004685829.tif 000009
【図７】
0004685829.tif 000010
【図８】
0004685829.tif 000011
【図９】
0004685829.tif 000012