(57)【要約】少なくとも１つの臨界限界を有する被覆光ファイバーの所望の温度動作範囲を決定するステップを含む、被覆光ファイバーの製造方法。該温度範囲の臨界限界におけるコーティング間離層応力を決定する。次に、臨界限界および離層応力を用いてゼロ応力温度領域を選択する。光ファイバーを提供し、光ファイバーを第１のポリマーコーティングで被覆する。第１のポリマーコーティングを化学線源に暴露する。このとき、化学線源は熱を発生する。光重合性組成物を含む第２のポリマーコーティングを、光ファイバーの第１のポリマーコーティング上に直接適用する。第２のポリマーコーティングを硬化させる。なお、第２のポリマーコーティングを硬化させる時、第１のポリマーコーティングはゼロ応力温度領域にある。
2004521382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆光ファイバーを製造する方法であって、
ａ）少なくとも１つの臨界限界を有する被覆光ファイバーの所望の温度動作範囲を決定することと、
ｂ）該温度範囲の臨界限界でコーティング間力を決定することと、
ｃ）該臨界限界および離層応力を用いてゼロ応力温度領域を選択することと、
ｄ）光ファイバーを提供することと、
ｅ）該光ファイバーを第１のポリマーコーティングで被覆することと、
ｆ）光重合性組成物を含む第２のポリマーコーティングを該光ファイバーの該第１のポリマーコーティング上に直接適用することと、
ｇ）該第２のポリマーコーティングを硬化させかつ、その際、該第１のポリマーコーティングが該ゼロ応力温度領域にある間に該第２のポリマーコーティングを硬化させることと、
を含む、被覆光ファイバーを製造する方法。
【請求項２】
前記臨界限界が下限でありかつ前記第１のコーティングを前記ゼロ応力温度領域まで冷却させるステップがさらに含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記冷却のステップが前記第２のコーティングの適用前に冷却ステーションで行われ、該冷却ステーションが、前記光ファイバーおよび前記第１のコーティングを実質的に室温未満の温度まで冷却させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記冷却ステーションがガスの冷却ストリームを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ガスの冷却ストリームがヘリウムを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記冷却ステーションが、０℃未満の温度まで冷却されたガスの冷却ストリームを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ガスの冷却ストリームがドライアイス／プロパノール浴中で冷却される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記冷却ステーションが冷却水ジャケットを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のポリマーコーティングを硬化させるステップが、化学線源からの熱が前記第１のコーティングに達するのを防止するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記臨界限界が上限でありかつ前記第１のコーティングを前記ゼロ応力温度領域まで加熱するステップがさらに含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のコーティングを硬化させるステップが、前記第２のコーティングを適用するステップの後で前記光ファイバーを冷却させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
光ファイバーを被覆する方法であって、
ａ）第１のポリマーコーティングで被覆された表面を備えた光ファイバーに光重合性組成物を適用することと、
ｂ）該第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制する所望の温度範囲に第１および第２のコーティング間の境界面のゼロ応力点を設定する条件下で該光重合性組成物を硬化させて第２のコーティングを形成することと、
を含む、光ファイバーを被膜する方法。
【請求項１３】
前記光重合性組成物の適用前に前記光ファイバーを冷却させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記光重合性組成物の適用前に前記ファイバーをガスの冷却ストリームに暴露することにより前記ファイバーを冷却させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ガスがヘリウムを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記硬化のステップが、前記光重合性組成物を化学線源に暴露して第２のポリマーコーティングを形成することを含み、該線源により生成された赤外線を透過して前記ファイバーから遠ざけるようにするダイクロイックリフレクターを該化学線源に配設することにより暴露時に前記第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制することがさらに含まれる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
水冷ジャケットを前記ファイバーの周りに同心状に配置することにより硬化時に前記第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記水冷ジャケットが、赤外線を吸収するコーティングを有する表面をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ファイバーの周りに同心状に管を配置することにより硬化時に前記第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制することを含み、該管が、赤外線を吸収するコーティングを有する表面を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
ガスの冷却ストリームで前記ファイバーを冷却させることにより硬化時に前記第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記ガスがヘリウムを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記光重合性組成物を化学線源に暴露して第２のポリマーコーティングを形成することをさらに含み、該化学線が紫外線を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のポリマーコーティングがアクリレート官能性シリコーンポリマーを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２４】
前記光重合性組成物が光重合性アクリレート官能性エポキシ組成物を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２５】
前記光重合性組成物が光重合性アクリレート官能性ウレタン組成物を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２６】
前記光重合性組成物を硬化させるステップが、前記第２のコーティングを適用するステップの後で前記光ファイバーを冷却させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆光ファイバーの製造に関し、特に裸光ファイバーに多層コーティングを施す新規な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーは、典型的にはシリカをベースとする。ファイバーの耐湿性および力学的性質を改良するために、ファイバーは、多くの場合、ファイバーの周りに同心状に配置された多層の高分子コーティングで被覆されており、一般的には、ファイバーに最も近いコーティングは、最も外側の被覆よりも可撓性が大きい。
【０００３】
コーティングを形成するために、典型的には、光重合性組成物をファイバーに適用し、紫外線などの化学線に暴露することにより重合させて第１のポリマーコーティングを形成する。次に、第２の光重合性組成物を第１のポリマーコーティングに適用し、同様に化学線に暴露して第２のポリマーコーティングを形成する。
【０００４】
光ファイバーは、広範にわたる温度を含むさまざまな環境条件で使用される。典型的な動作温度範囲は、８０℃〜−５０℃の範囲で変り得る。これらの光ファイバーの多くは、許容しうる温度変化速度が毎分数十度であろう。さらに、光ファイバーは、しばしば、複雑なデバイスや構造体の内部、車道の下、海の中、またはそこに行って修理することが困難でコストがかかる他の場所に配置される。また、通信装置、誘導装置（たとえば、ジャイロスコープ）および検出器のような安全装置は、これらのファイバーの正確な機能に依存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような被覆ファイバーで観測された問題の１つは、特定の環境条件下および／または引張応力下において第１のポリマーコーティングの破壊もしくは離層またはそれらの両方が起こって、ファイバーの強度および耐湿性が損なわれることである。このほか、定偏波（ＰＭ）および偏波（ＰＺ）ファイバーのような遠隔通信用ファイバーおよび応力感受性ファイバーの場合、ファイバーはマイクロベンド損失を呈したり光学シグナルに他の影響を及ぼしてファイバーの全体的性能を低下させる。これらのファイバーの修理または交換は多くの場合きわめて困難で費用がかかるので、これらのファイバーの破損によりシステムの信頼性が失われるほかに、破損により通信ネットワーク全体が脅かされるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、最初にこれらの破損の理由を究明することにより、より大きい温度動作範囲を有する多層被覆光ファイバーの新規な製造方法を開示するものである。
【０００７】
第１の態様において、本発明は、（ａ）第１のポリマーコーティングで被覆された表面を有する光ファイバーに光重合性組成物を適用することと、（ｂ）第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制する条件下で光重合性組成物を化学線源に暴露して第２のポリマーコーティングを形成することと、を含む光ファイバーの被覆方法を特徴とする。光ファイバーという用語は、裸のシリカベースおよび高分子のファイバー導波路ならびに被覆または部分被覆された裸のファイバーのいずれをも包含するものとする。
【０００８】
好ましい実施形態では、光重合性組成物の適用前にファイバーを冷却する。好ましくは、ガス（たとえば、ヘリウムのような不活性ガス）の冷却ストリームにファイバーを暴露することによりこれを行う。
【０００９】
暴露時に第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成を抑制する処理は、いくつかの方法で行うことが可能である。たとえば、暴露時にヘリウムのようなガスの冷却ストリームでファイバーを冷却させてもよい。他のプロトコールでは、放射線源により生成された赤外線を透過してファイバーから遠ざけるようにするダイクロイックリフレクターを化学線源に配設する。さらに他の有用なプロトコールでは、ファイバーの周りに水冷ジャケットを同心状に配置する。ジャケットの表面には、赤外線を吸収するコーティングがさらに施されていてもよい。他の実施形態では、赤外線を吸収するコーティングで被覆された表面を有する管（たとえば、石英管）を、ファイバーの周りに同心状に配置する。
【００１０】
これらのプロトコールのそれぞれを、単独で使用してもよいし、他のいくつかまたはすべてと組合せて使用してもよい。
【００１１】
化学線は好ましくは紫外線である。第１のポリマーコーティングは、好ましくはアクリレート官能性シリコーンポリマーを含み、一方、光重合性組成物は、好ましくは光重合性アクリレート官能性エポキシ組成物またはアクリレート官能性ウレタン組成物を含む。
【００１２】
第２の態様において、本発明は、第１のポリマーコーティングで被覆された表面を特徴とする光ファイバーを被覆する方法を特徴とする。ここで、ファイバーは、第１のポリマーコーティングの下側に気密性炭素コーティングを本質的に含まない。この方法は、（ａ）ファイバーを冷却することと（たとえば、ヘリウムガスのようなガスの冷却ストリームにファイバーを暴露することにより）、（ｂ）第１のポリマーコーティングに光重合性組成物を適用することと、（ｃ）光重合性組成物を化学線源に暴露して第２のポリマーコーティングを形成することと、を含む。好ましくは、この方法は、上記の手順に従って暴露時に熱誘起引張応力の生成を抑制することをさらに含む。
【００１３】
本発明は、個別のポリマーコーティング内の引張応力の生成が最小化された多層のポリマーコーティングを有する光ファイバーを提供する。ファイバーは、良好な耐湿性および力学的性質を呈し、しかも離層に対する抵抗性を示す。引張応力を最小化することができれば、つまり、そのような応力に関連した欠陥を最小化することができれば、干渉型光ファイバージャイロスコープのように欠陥に影響されやすい用途に特に有用なファイバーが得られる。
【００１４】
本発明の他の特徴および利点は、本明細書に記載の好ましい実施形態の説明および特許請求の範囲から自明なものとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、多層光学コーティングを有する光ファイバーの外側コーティングの離層の問題を認識しそれに対処する。本発明者らは、ファイバーがその動作範囲の下側部分の温度に暴露されたときに生成される内部引張応力により離層が引き起こされることを認識した。多層のコーティングを積層する場合、最後から二番目のコーティングは、その外側の層が依然として液体である限り、本質的に伸長および収縮に対する「自由表面」を有するので、ゼロ応力状態にあるであろう。外側コーティングが固化するとき、最後から二番目のコーティングは依然としてゼロ応力状態にあり、コーティングは、部分的には、この固化の時点におけるそれらの温度により決定される厚さを有するであろう。この場合、外側ポリマーコーティングが硬化して固体状態になる温度で最終ファイバーが存在するときは常に、最後から二番目のコーティング中の熱応力は本質的にゼロであろう。しかしながら、最後から二番目のコーティングがその上側または下側の物質よりも高い熱膨張率をもつ場合（２層のポリマーコーティングを有する光ファイバーに典型的な状況）、この最後から二番目のコーティングは、ファイバーが冷却すると、その上側または下側の物質よりも速く収縮しようとするであろう。したがって、ファイバー温度がゼロ応力温度よりも低下するにつれて、この最後から二番目のコーティング中の熱的引張応力は、この応力が界面結合のうちの一方の強度を最終的に超えるまで連続的に増大し、そして離層を起こす。同様に、界面結合が最後から二番目の層の凝集強度よりも強く、熱誘起引張応力が冷却時にこの凝集結合強度を超えれば、最後から二番目の層は凝集破壊を起こし、破損するであろう。
【００１６】
シリカベースの光ファイバーは、典型的には、ファイバーの周りに同心状に配置された多層のコーティングを備えており、通常、ファイバーに最も近いコーティングは外側コーティングよりも可撓性が大きい。異なるコーティングを適用する場合、それぞれのコーティングはそれを化学線に暴露することにより硬化される（光重合される）。コーティング重合プロセスの放射線は熱を発生する。最も内側のコーティングがより可撓性が大きいので、それはまた典型的には下側のシリカガラス繊維または外側の高分子コーティングのいずれよりも高い熱膨張率を有することが観測された。第１のコーティング上に第２の高分子コーティング物質を適用する場合、次の高分子コーティングが表面で硬化および固化するとき、最も内側のコーティングは本質的にゼロ応力の状態にあるであろう。しかしながら、コーティングが固化した後、被覆光ファイバーの温度が変化すると、同心状のコーティング材料の熱膨張係数の差により熱応力が生成されるであろう。完成ファイバーがゼロ応力点（二重被覆ファイバーの第２のポリマーコーティングの硬化温度）を超えて加熱されると、最も内側のコーティングに圧縮応力が生成されるであろう。最も内側のコーティングは、伸長しようとするであろうが、温度の上昇に伴ってより低速度で膨張する外側コーティングと硬質ガラス繊維との間に物理的に制限される。動作範囲があまり高くない場合、可撓性で柔軟な内側コーティングは、損傷を呈することなく相対的に高い圧縮応力に耐えることができる。したがって、通常の動作温度範囲内で温度を上昇させてもファイバーは破壊されない。
【００１７】
同様にかつより劇的に、状況が逆になり完成ファイバーの温度がゼロ応力点よりも低下した場合、可撓性の内側コーティングは漸増する熱的引張応力を経験するであろう。内側コーティングは、２つの隣接した物質よりも急速に半径方向および長手方向の両方に収縮しようとするであろう。半径方向の引張応力は、内側コーティングを収縮させ、外側コーティングおよび／または石英ガラスとの境界面から引き離そうとするため許容できない離層を生じる可能性がある。
【００１８】
光ファイバーの使用時にこの離層または破損が起こらないようにするために、本発明では、外側コーティングの硬化時、この内側コーティングを十分に冷却かつ収縮した状態に保持することにより、後で冷却されたときに内側コーティング中における熱応力の生成を抑制し、得られた光ファイバーがその予想される動作範囲の最低温度まで冷却されても、界面離層応力も破壊応力も超えないようにする。熱応力の抑制は、（１）後でファイバーが最低予想動作温度まで冷却されたときに熱誘起引張応力の生成が防止されるように、外側コーティングを固化させる時、たとえば大規模な冷却を行って、内側コーティングから十分な熱エネルギーを除去し、内側コーティングを十分に収縮させることにより、または（２）後でファイバーが最低予想動作温度まで冷却されたときに熱誘起引張応力の生成が十分に防止されるように、内側コーティングへの熱の移動を減少させるかまたは阻止して、外側コーティングが硬化および固化するまで、内側コーティングを相対的に冷却かつ収縮させた状態に保持することにより、行うことが可能である。主要な熱源は周囲空気ではなく、前の延伸および被覆操作からの残留熱ならびに最終コーティングを硬化させるために使用する硬化ランプからの輻射熱である。
【００１９】
同様に、本発明では、その逆の状態をも考慮することが可能である。すなわち、外側コーティングの適用前に内側コーティングを加熱して内側コーティングのゼロ応力点を増加させること、つまりファイバーの動作温度範囲の上限まで加熱することも可能である。
【００２０】
図１および図２は、ファイバーコアの周りに同心状に配置された複数のポリマーコーティングを有する被覆光ファイバーを製造するための装置１０を示している。図１に示されるように、ファイバーコアの周りに同心状に配置された第１の光重合性コーティングを備えた光ファイバー１２は、コーティングを重合させるためにランプ１４からの化学線（たとえば、紫外線または可視光線）に暴露される。第１のコーティングに好適な物質の例としては、アクリレート官能性シリコーンポリマーのような比較的可撓性のあるポリマーが挙げられる。特定のタイプの化学線および暴露条件は、利用する特定の光重合性コーティングに基づいて選択される。
【００２１】
重合が終了したら、被覆光ファイバーを冷却ステーション１６で冷却させる。無計画にファイバーの冷却または加熱を行っても、たとえば、通常のプロセス条件下で周囲空気により冷却を行っても、閉じ込められた熱応力にはほとんど影響が現れないであろう。本発明の方法では、所望の量の熱エネルギーを除去または導入して、内側コーティングのゼロ応力状態の温度を変化させる。本発明の冷却例では、除去される熱が少なすぎる場合、下側領域で依然として離層破損を生じるであろう。除去される熱が多すぎる場合、温度領域の上限で破損する危険性を生じることが問題になる可能性がある。
【００２２】
第１のコーティングの所望のゼロ応力温度は、以下のプロセスにより決定しうる。最初に、特定のファイバーの動作温度範囲の所望の下限および上限を決定する。本発明の方法では、それらの限界のうちの少なくとも１つは臨界温度限界であると考える。臨界限界とは、未調整のファイバーの光学特性および／または完全性を測定したときに、所望のファイバー性能が損なわれるおそれのある動作範囲温度として定義される。ファイバーが応力を受ける動作条件を分析して、上限および下限を記録することも可能である。また、予想されるファイバー用途に対して、応力感受性、すなわち許容できないレベルの性能、たとえば、光損失、離層、または破損を定量化することも可能である。コーティング間の積層接着力の影響および内側コーティングと外側コーティングおよび石英ガラス（または３層以上のコーティングの場合、次の内側コーティング）の境界面との間の熱的離層応力を測定または計算する。同一の組成を有するが異なるゼロ応力硬化温度を有するファイバーを温度サイクルさせ、どの温度および／または引張応力で許容できない離層を生じるかを観測することにより、これらのステップを解析的または実験的に行うことが可能である。結果を記録し、挙動モデルを作成しうる。物質の既知のまたは測定された熱膨張率および境界面の接着性を用いて理論解析モデルを開発することも可能である。急速な温度変化が予想される用途では、モデルは好ましくは動的離層応力を記述しうるものであろう。
【００２３】
基準として臨界限界を使用し、適切な安全域を設けて、温度と引張応力の曲線の交点および許容できない性能の箇所を調べて、所望の硬化温度ゼロ応力領域を決定する。したがって、外側コーティングの硬化時、内側コーティングは、決定されたゼロ応力領域内にあるようにに冷却または加熱される。
【００２４】
いくつかの用途では、ゼロ応力領域を決定する際、動作温度範囲の上限における応力を考慮に入れなければならない。たとえば、ゼロ応力点温度領域を低下させることにより、温度範囲の上端で、内側コーティングに過度の圧縮応力が加わったりまたは外側コーティングに過度の引張応力が加わったりする場合、異なる性質を有する異なるコーティング材料を使用してもよい。このほか、最も内側のコーティング層と最も外側のコーティング層との間に熱膨張性を有する中間緩衝層コーティング組成物を適用してもよい。
【００２５】
本発明の代表的な実施形態では、ガスの冷却ストリームに被覆ファイバーを暴露することにより冷却を行う。好ましくは、ガスは被覆ファイバーに対して不活性である。ヘリウム、窒素、アルゴン、二酸化炭素およびそれらの組合せを含むいくつかのガスを使用してもよい。ヘリウムは高い熱伝導率を有するので、被覆ファイバーを冷却するのに特に有効である。本発明の実施例において、約−７０℃の温度を有するドライアイス／プロパノール浴中に浸漬させた銅管のコイルにガスを通すことにより、ガスを冷却させることが可能である。これにより、約−５５℃〜−７０℃の硬化温度が得られた。他の代替実施形態では、０℃未満の温度までファイバーを冷却させた。
【００２６】
第２の光重合性コーティングの適用前に被覆ファイバーを冷却させることが有利である。なぜなら、被覆ファイバーの寸法が収縮し、それにより、第２の光重合性コーティングの被覆および重合の後の引張応力の生成が最小化されるからである。
【００２７】
次に、冷却された被覆ファイバーは、被覆ステーション１８に入り、そこで、ダイコーティング法のような従来法を用いて第２の光重合性組成物で被覆される。第２の光重合性組成物は、第１のポリマーコーティングの周りに同心状に配置された第２のポリマーコーティングが得られるようにデザインされる。第２のポリマーコーティングは、一般的には、機械的強度および耐摩耗性を提供すべく第１のポリマーコーティングよりも硬質である。第２のポリマーコーティングを調製するための典型的な光重合性組成物は、光重合性アクリレート官能性エポキシまたはウレタン樹脂のような光重合性アクリレートまたはメタクリレートベースの組成物を含む。紫外線または可視光線のような化学線に暴露すると、アクリレート基は重合してアクリレートポリマーを形成する。コーティング材料を適切に適用するには、典型的には、液体コーティング配合物は、比較的低い十分に制御された粘度を有することが必要であり、コーティングは、室温よりもいくらか高い特定の温度で適用しなければならないこともある。この場合、内側ファイバーコーティングが第２のポリマーコーティングの硬化時に所望の低温にあることを保証するために、第２の光重合性組成物の適用後にさらにファイバーを冷却することが有利である。
【００２８】
第２の光重合性組成物の適用後、化学線源２０と、化学線暴露の直前および暴露中にファイバーを冷却するようにデザインされた水ジャケット付き石英管２２と、を収容する筐体２４に、ファイバーを導入することが可能である。これらの特徴部分を図２Ａおよび図２Ｂにより詳細に示す。
【００２９】
本発明の方法は、第２のコーティングを形成するときにファイバーの温度を制御して、意図した動作温度範囲の一方または両方の限界で後になって内側コーティング中に生成される熱誘起引張応力を抑制することにより、離層問題に対する解決策を提供する。先に説明したように、外側コーティングが上側で固化するときの温度に内側コーティングの温度を設定することにより、内側コーティングのゼロ応力点を予想動作範囲の所望の部分に固定する。これにより、ファイバーが極端な動作範囲温度にあるときに内側コーティングに加わる最大の熱的引張応力を限定する。
【００３０】
低温領域での離層が問題となるファイバーの場合、好ましくは、予想動作温度範囲の中点値または中点値未満にゼロ応力点を設定する。外側コーティングの硬化および重合のプロセスで熱が発生する場合、第２のコーティングの硬化前または硬化中に十分な熱を除去することにより、外側コーティングの硬化時のこの比較的低い内側コーティング温度を達成することが可能である。さらに、ダイクロイックリフレクターを用いたり、水ジャケット上に赤外線吸収コーティングを施したりすることにより、硬化プロセス時に追加の熱が内側コーティングに加わらないようにすることが可能である。
【００３１】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、筐体２４は、化学線源として無電極紫外線ランプ２０を含む。筐体２４内では、ファイバーは、水ジャケット付き石英管２２を通って移動するときにランプ２０からの紫外線に暴露される。特定の暴露条件は、光重合性組成物に基づいて選択されている。暴露されると、ファイバー上に被覆された第２の光重合性組成物は重合して第２のポリマーコーティングを形成する。
【００３２】
ジャケットを介して水を循環させることにより、暴露時にランプにより生成された熱および赤外線を吸収し、それにより熱および赤外線がファイバーに達しないようにする。熱吸収機能を強化するために、管２２の外表面に赤外線吸収性紫外線透過性コーティングを施してもよい。
【００３３】
ポート２６から供給される冷却ヘリウムガスを用いて暴露時にファイバーをさらに冷却する。ファイバーと接触させる前に、たとえば、ドライアイス／プロパノール浴中に浸漬された銅管のコイルに通すことにより、ヘリウムを冷却させてもよい。
【００３４】
筐体２４内に位置し、ランプ２０および管２２の周りに配置されたダイクロイックリフレクター２８は、重合により第２のポリマーコーティングを形成する際、第１のポリマーコーティング中における熱誘起引張応力の生成の抑制をさらに支援する。リフレクター２８は、ランプ２０中で発生された紫外線を反射して管２２の方向に向けるが、管２２からの赤外線は透過して管２２から遠ざけて、ファイバーに達する赤外線の量を減少させる。
【００３５】
次に、以下の実施例により本発明についてさらに説明する。
【実施例】
【００３６】
比較例Ａ
気密性炭素コーティングが施されていない新たに延伸したシリカファイバに、１７９マイクロメートルの初期ダイサイズおよび１ｍ／秒の線速度を用いて、光重合性アクリレート官能性シリコーン組成物（「ＯＦ２０６」という商品名でシン−エツ（Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕ）から市販されている）を最初にダイ被覆した。Ｒ３５０リフレクター、「Ｄ」電球、およびＶＰＳ−６可変電源を備えたＦ１０−Ｔハウジング内のフュージョン・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）Ｉ２５６照射装置から供給される紫外線に、１ｍ／秒の線速度で被覆ファイバーを暴露することにより、組成物を重合させた。ランプの最大出力（すなわちパワーレベルを１００％に設定したときの出力）は、３７５ワット／インチだった。
【００３７】
第１のポリマーコーティングの形成後、１９９マイクロメートルの初期ダイサイズを用いて第２の光重合性組成物をファイバーにダイ被覆した。組成物は、「３４７１−２−１３７」という商品名でＤＳＭ・デソテック（ＤＳＭ  Ｄｅｓｏｔｅｃｈ）から市販されているアクリレート官能性エポキシ樹脂であった。被覆した後、上記のフュージョン・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）装置を用いてファイバーを紫外線に暴露した。暴露時、パワー供給量を８０％のパワーに設定した。
【００３８】
紫外線暴露の後、得られたファイバー約２メートルを、直径２．５インチ、厚さ０．２５インチのアルミニウムシリンダー上に低い張力で巻き付けた。次に、シリンダーを温度制御されたチャンバー内に水平に装着し、ファイバーの自由端を自由垂下した２５グラムの錘に固定した。次に、得られた構造体を合計３０サイクルで−５５℃と７０℃との間でサイクルさせ、その後、ファイバーを顕微鏡で検査し、離層および破損のような欠陥を調べた。検査の結果、離層および破損の形態の欠陥が合計９つ見つかった。
【００３９】
実施例１
第２の光重合性組成物の適用前、長さ１０インチの冷却ユニットに入れた冷却ヘリウムガスのストリームに暴露することによりファイバーを冷却させたこと以外は、比較例Ａの手順に従った。最終生成物には、離層および破損を示す証拠は観測されなかった。
【００４０】
実施例２
フュージョン・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ダイクロイックリフレクターをファイバーおよび紫外線ランプの周りに配置したこと以外は、比較例Ａの手順に従った。ダイクロイックリフレクターにより、暴露時にファイバーに達する赤外線の量を減少させた。最終生成物には、離層および破損を示す証拠は観測されなかった。
【００４１】
実施例３
暴露時に冷却ヘリウムガスのストリームに暴露することによりファイバーを冷却させたこと以外は、比較例Ａの手順に従った。最終生成物には、離層および破損を示す証拠は観測されなかった。
【００４２】
実施例４
暴露時に水冷ジャケットで包囲することによりファイバーを冷却させたこと以外は、比較例Ａの手順に従った。最終生成物には、離層および破損を示す証拠は観測されなかった。
【００４３】
実施例５
パワーレベル設定値を６０％に減少させることにより暴露条件を調節したこと以外は、比較例Ａの手順に従った。最終生成物には、離層および破損を示す証拠は観測されなかった。
【００４４】
実施例６
実施例１に記載したように、第２の光重合性組成物の適用前、冷却ヘリウムガスのストリームに暴露することによりファイバーを冷却させたこと以外は、比較例Ａの手順に従った。このほか、実施例２に記載したように、ダイクロイックリフレクターをファイバーおよび紫外線ランプの周りに配置して、ファイバーに達する赤外線の量を減少させた。さらに、暴露時に、実施例３に記載したように水冷ジャケットで包囲し、そして実施例４に記載したように冷却ヘリウムガスのストリームに暴露することにより、ファイバーを冷却させた。暴露条件は、実施例５に記載のものと同じであった。最終生成物には、離層および破損を示す証拠は観測されなかった。
【００４５】
他の実施形態は次の特許請求の範囲内にある。当業者であれば、本発明の精神に従ってさまざまな代替的方法を使用しうることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る被覆光ファイバーを製造するための装置の概略図である。
【図２Ａ】第２の光重合性組成物を重合するために使用する装置を示す図１に示された装置の拡大概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示された装置の平面図である。
【国際公開パンフレット】
2004521382.tif 000003
2004521382.tif 000004
2004521382.tif 000005
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【国際調査報告】
2004521382.tif 000020
2004521382.tif 000021
2004521382.tif 000022