(57)【要約】【課題】石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に塗布された紫外線硬化性のコート材を、ＬＥＤを用いて効率良く硬化させることができる、光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法を提供する。【解決手段】石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に紫外線硬化性のコート材を塗布し、紫外線を照射して、コート材を硬化させる光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法において、紫外線照射を、発光波長の異なる複数のＬＥＤを用いて行うことを特徴とする光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に紫外線硬化性のコート材を塗布し、紫外線を照射して、コート材を硬化させる光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法において、紫外線照射を、発光波長の異なる複数のＬＥＤを用いて行うことを特徴とする光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法。
【請求項２】
２５０−３５０ｎｍの波長領域に発光波長を有するＬＥＤと、３６５−４０５ｎｍの波長領域に発光波長を有するＬＥＤを組合わせて紫外線照射する、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
２５０−３５０ｎｍの波長領域に発光波長を有するＬＥＤと、３６５−４０５ｎｍの波長領域に発光波長を有するＬＥＤを備えた紫外線照射装置を用いる、請求項１又は２記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバ素線は、高速で線引きする石英ファイバの外周に紫外線硬化性のコート材（特許文献１〜３）を塗布しつつ、高出力のメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等のＨＩＤランプ（high intensity dischargeランプ）の紫外線を照射して、コート材の硬化反応を進行させることにより、製造されていた。
近年、紫外線領域に発光波長を有し強力な紫外線を発生させることができる紫外線発光ダイオード（紫外線ＬＥＤ；以下、単に「ＬＥＤ」という。）が開発されたことから、よりエネルギー効率が高く（発熱が少ない）、長寿命であるＬＥＤを光源に用いて光ファイバ素線又は光ファイバ心線（以下、総称して「光ファイバ」ともいう。）を製造するための検討が進められている（特許文献４）。
【０００３】
光ファイバの製造に用いられているＨＩＤランプは、連続スペクトルであり、短波長から長波長まで含まれているため、光重合開始剤の吸収波長領域とも合致し、開始剤に効率良く作用して、コート材の硬化が進みやすいものであった。
これに対し、ＬＥＤは狭い波長領域からなる発光スペクトルを有するため、どの波長に発光波長を有するＬＥＤであるかによって、紫外線硬化性コート材の硬化挙動は異なってくる。光ファイバ製造用途には、一般に、３６５−４０５ｎｍを中心とした発光波長を利用するＬＥＤが実用化されつつあるが、ＬＥＤの発光波長と光重合開始剤の吸収波長領域は合致しにくい他、ＬＥＤからの赤外線輻射はＨＩＤランプの場合に較べて少ないため、コート材を効率良く硬化させることが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０６１４６号公報
【特許文献２】特開平５−３０６１４７号公報
【特許文献３】特開２００１−１３０９２９号公報
【特許文献４】特開２００３−０８９５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に塗布された紫外線硬化性のコート材を、ＬＥＤを用いて効率良く硬化させることができる、光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、紫外線照射を、波長の異なる複数のＬＥＤを用いて行えば、光重合開始剤に効率良く作用し、コート材を十分に硬化させることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に紫外線硬化性のコート材を塗布し、紫外線を照射して、コート材を硬化させる光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法において、紫外線照射を、発光波長の異なる複数のＬＥＤを用いて行うことを特徴とする光ファイバ素線又は光ファイバ心線の製造方法を提供するものである。
本明細書において、ＬＥＤの「発光波長」とは、ＬＥＤの発光強度の波長依存性を示す発光スペクトルの中で最大の発光強度のピークを形成する波長のことであり、より正確には、そのピークの極大値を与える波長を言う。本発明の技術分野において、ＬＥＤの発光波長は、一般的には、中心発光波長、主発光波長、ピーク波長等とも言われる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に塗布された紫外線硬化性のコート材を、酸素ガスによる硬化阻害の影響を低減させて、ＬＥＤを用いて効率良く十分に硬化させることができ、光ファイバ素線又は光ファイバ心線を効率よく製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において、光ファイバ素線とは、石英ファイバの表面に接して柔軟な一次被覆層を設け、その外側に剛性の高い二次被覆層を設けた多層被覆構造を有するものをいう。
また、光ファイバ心線とは、光ファイバ素線のほか、光ファイバ素線の外側に着色層を設けた光ファイバ着色素線、複数の光ファイバ着色素線を束ねてテープ層でテープ状にした光ファイバテープを含むものである。
【００１０】
紫外線硬化性のコート材は、光ファイバの被覆に通常用いられる一般的な紫外線硬化性光ファイバコート材であればいずれでも良く、通常の光重合開始剤を含有するものである。
光重合開始剤としては、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、３−メチルアセトフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４′−ジメトキシベンゾフェノン、４，４′−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノ−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、１，２−オクタンジオン，１−〔４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）〕、エタノン，１−〔９−エチルー６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾールー３−イル〕―，１−（Ｏ−アセチルオキシム）等が挙げられる。これらの市販品としては、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４、３６９、６５１、５００、９０７、８１９、１７００、１８５０、ＯＸＥ０１、ＯＸＥ０２、ＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３、ＬＵＣＩＲＩＮ  ＴＰＯ（ＢＡＳＦ社製）、ユベクリルＰ３６（ＵＣＢ社製）等が挙げられる。
光重合開始剤は、１種のみでも、複数種を併用しても良い。
【００１１】
本発明において、上記のような紫外線硬化性のコート材は、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に塗布され、紫外線を照射して、硬化される。
紫外線照射には、波長の異なる複数のＬＥＤが用いられる。これらの波長としては、一般的に紫外線に分類される領域の波長であれば特に限定されないが、２５０−３５０ｎｍ（深紫外線波長）の波長領域に発光波長を有するＬＥＤと、３６５−４０５ｎｍ（本明細書において、便宜的に「通常の紫外線波長」という。）の波長領域に発光波長を有するＬＥＤを組合わせて紫外線照射するのが好ましい。
深紫外線と通常の紫外線を組合わせて紫外線照射する態様は、同時に両方を照射しても良いし、順次照射しても良い。順次照射する場合は、深紫外線を先に照射するのが好ましい。
【００１２】
光重合開始剤は、一般に、長波長の紫外線よりも短波長の紫外線の吸収効率が高く、深紫外線波長の吸収効率が高いため、深紫外線はコート層の表面近傍で主に吸収される。その結果、高速で線引きをする光ファイバ製造プロセスにおいても、通常の紫外線のみを用いた場合よりも、コート層の表面で硬化反応が迅速に進行して表面の硬化性が高いコート層を得ることができる。一方、通常の紫外線はコート層の内部で主に吸収される。その結果、深紫外線のみを用いた場合よりも、コート層の内部まで硬化反応が十分に進行したコート層を得ることができる。
【００１３】
紫外線照射には、発光波長の異なる複数のＬＥＤを備えた紫外線照射装置を用いることができ、複数のＬＥＤの配列は特に制限されず、光ファイバの線引き方向に対して並列、直列等のいずれでも良い。また、１つの光源ユニット内に、発光波長の異なる複数のＬＥＤが配列されていても良く、光源ユニットごとに発光波長の異なる複数のＬＥＤを有する光源ユニットを直列に連結して用いても良い。
紫外線照射には、２５０−３５０ｎｍ（深紫外線波長）の波長領域に発光波長を有するＬＥＤと、３６５−４０５ｎｍ（通常の紫外線波長）の波長領域に発光波長を有するＬＥＤを備えた紫外線照射装置を用いるのが好ましい。深紫外線波長の領域に発光波長を有するＬＥＤと、通常の紫外線波長の領域に発光波長を有するＬＥＤの配列は特に制限されず、並列、直列等のいずれでも良い。また、１つの光源ユニット内に、深紫外線波長の領域に発光波長を有するＬＥＤと、通常の紫外線波長の領域に発光波長を有するＬＥＤが併せて配列されていても良く、深紫外線波長又は通常の紫外線波長のいずれかの領域に発光波長を有する単独のＬＥＤの光源ユニットで、発光波長の異なる複数のユニットを直列に連結して用いても良い。
【００１４】
ＬＥＤによる紫外線照射は、通常の方法により行うことができ、照射出力や照射時間等は、適宜選択して行うことができる。
【実施例】
【００１５】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は何らこれら実施例に限定されるものではない。
【００１６】
実施例１及び比較例１
吉田工業社製線引き装置を用いて、線速２００ｍ／ｍｉｎで光ファイバを製造した。石英母材は信越石英社製Ｓｕｐｒａｓｉｌ−Ｆ３００を使用した。被覆材は、一次被覆としてＪＳＲ社製Ｒ１１７５を、二次被覆としてＪＳＲ社製Ｒ３０３８Ｍを使用した。石英母材を直径１２５μｍに溶融紡糸し、この上に二つの被覆材を同時に塗布し、後述のＬＥＤ光源のユニットで紫外線を照射することにより被覆材を硬化させ、直径２５０μｍの光ファイバ素線を得た。ＬＥＤ光源のユニットの窒素ガスパージは、それぞれ１０リットル／分の流速で行った。
得られた光ファイバ素線について、１００本程度を束ねて振ることにより、光ファイバ素線同士のくっつき具合（束取り感）を評価した。表面硬化状態が悪いほど束取り感が悪化し（光ファイバ素線同士がくっつき易く）、好ましくない。結果を表１に示す。
（実施例１）
ＬＥＤの光源ユニットとして、発光波長２８０ｎｍ、入力電力１ｋＷの光源ユニット１台と波長３６５ｎｍ、入力電力１ｋＷの光源ユニット１台を上下に並べて使用した。
（比較例１）
ＬＥＤの光源ユニットとして、発光波長３６５ｎｍ、入力電力１ｋＷの光源ユニット２台を上下に並べて使用した。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１の結果より、発光波長の異なる複数のＬＥＤを用いて紫外線を照射して、コート材を硬化させる方が、光ファイバ素線の束取り感が良好であり、表面硬化性が良いことを示す結果が得られた。
以上より、紫外線照射を、発光波長の異なる複数のＬＥＤを用いて行うことにより、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に塗布された紫外線硬化性のコート材を、ＬＥＤを用いて効率良く十分に硬化させることができ、光ファイバ素線又は光ファイバ心線を効率よく製造することができる。