(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーの被覆または複数のファイバーを束ねるための材料を架橋によって形成するために、樹脂と光重合開始剤とからなる混合物が紫外線（ＵＶ）に暴露され、ファイバー（１０）またはファイバーの束を少なくとも１分あたり１０メーター（ｍ／分）の速度で紫外線源を通って前進させることによって架橋が実行される、光ファイバーまたは光ファイバーからなるテープを製造する方法であって、
最初に、主として、表面の架橋をもたらすように、単色または準単色の紫外線を放射する第１の紫外線源を使用し、次に、主として、内部の架橋をもたらすように、単色放射源の波長よりも長い波長を含む広域スペクトルからなる紫外線を放射する第２の紫外線源を使用することを特徴とする方法。
【請求項２】
単色または準単色の紫外線への暴露が、広域スペクトル紫外線への暴露の前にな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】
単色または準単色の紫外線源として、低温エキシマーランプが使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
円筒形のエキシマーランプが使用され、架橋されるべきファイバーまたはテープがそのランプを通って前進することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
単色または準単色の紫外線源の波長が、３０８ｎｍかまたは２２２ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
２つの単色または準単色の紫外線源が、順々に使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
主として内部の架橋を実行する広域スペクトル紫外線源として、アークランプが使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
アークランプが低圧水銀ランプであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
広域スペクトル紫外線への暴露が、製造されるファイバーまたはファイバーの束を冷却することなく実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
製造されるべきファイバーまたはテープの前進速度が、少なくとも１００ｍ／分であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ファイバーの前進速度が、３００ｍ／分であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、光導線の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、光ファイバーを紫外線に暴露することによって被覆を光ファイバー上に硬化させることに関する。
データを伝送するための光導線は、直径が約１００μｍ、典型的には、１２５μｍのガラス繊維と、一般には２つの絶縁層からなる少なくとも１つの保護被覆とから構成される。保護被覆は、ファイバーのコード付けまたは識別のためにそれ自体が着色層で被覆される。そのような導線の外径は、２４５〜２５０μｍの範囲にある。
複数の光導線が平行に束ねられてテープを形成してもよい。その場合には、導線をひとつに保持するためにコーティングが施される。
被覆およびコーティングはポリマーからなり、このポリマーは、それらを紫外線に暴露することによって硬化（すなわち架橋）させてもよい。
実際には、導線の被覆を形成するために、ファイバーを液状ポリマーの層で包み、紫外線に暴露することによって液状ポリマーの材料を固化させる。２つの保護層は、順次に、すなわち、第２の層に先立って第１の層を製造するか、さもなければ、並行して、両方の層を同時に付着させて一緒に硬化させて製造してもよい。現在、着色層およびコーティング被覆（テープを形成するための）は、順次に一方の後に他方が製造される。
架橋を実行するために、光重合開始剤成分が重合されるべき材料に添加される。紫外線への暴露は、光重合開始剤によって化学重合反応を起こさせ、それによって、材料を硬化させる。例えば、重合される材料はアクリレートであってもよい。
紫外線への暴露は、一般には、２つのアークランプによってなされる。第１のランプは、最も強い波長が約３５０〜約４００ｎｍの範囲にある紫外線を放射する。第１のランプは、主として、内部の架橋を行う。第２のアークランプは、約３００ｎｍの、より短い波長に富む紫外線を放射する。第２のランプは、主として、表面の架橋を行う。
アークランプは多量の熱を放つ。したがって、それを冷却する必要がある。また、製造される光導線を冷却する必要もある。なぜなら、紫外線への第１の暴露の最終段階では、被覆の温度は高く、１００〜１０００℃の範囲にあり、高い温度においては架橋が正しく行われないからである。とくに、光導線は、高速で、多くの場合、１分あたり１００メーター（ｍ／分）を超える速度で製造されなければならないので、残念ながら、得られる温度降下は比較的に少ない。そのような条件下においては、使用しなければならない光重合開始剤材料の量は、温度が周囲温度に近い場合に必要とされる量よりも多い。
本発明は、これらの欠点を取り除くものである。
本発明の方法は、１分あたり少なくとも１０メーター（ｍ／分）の速度、好ましくは、１００ｍ／分よりも速い速度で前進する光導線被覆を架橋するために、主として表面の架橋を実行するのを可能にする紫外線を放射するレーザまたはエキシマーランプのような単色または準単色の紫外線源が提供され、かつ、主として内部の架橋を実行するのを可能にするアークランプが提供されることを特徴とする。
好ましくは、単色または準単色の紫外線源は、アークランプの前に配置される。
単色または準単色の紫外線源に暴露された後の架橋された製品の温度は、周囲温度とほとんどかわらない。したがって、冷却手段を提供しなくてもよい。さらに、製品の温度が架橋に最適な温度であるために、架橋はきわめて効果的なものである。
単色または準単色の紫外線源を架橋に使用することはかねてから提案されていたことに注意すべきである。しかしながら、そのような単色の紫外線源の使用は、それだけでは完璧な架橋を実現しないことがわかっていた。
したがって、単色または準単色の紫外線源とアークランプとを組み合わせて使用することに関する本発明は、最小限の量の光重合開始剤材料によって完璧な架橋を達成するのを可能にする。さらに、この方法は、製造装置を大幅に複雑にすることはない。
さらに、表面の架橋を実行するために、異なる波長を有する２つの単色または準単色の紫外線源をアークランプの上流に提供することによってより良好な結果が得られることが確認されている。第２の単色紫外線源は、内部の架橋に寄与し、アークランプが、この内部の架橋を最終的に仕上げる。
本発明のその他の特徴および利点が、本発明による装置の概略図を示す唯一の図面を参照して説明される以下のいくつかの実施の形態から明らかとなる。
唯一の図面に示される装置の大部分は、光導線またはテープを製造するための従来の装置の場合と同じである。
装置は、１００〜３００ｍ／分の範囲にある速度でファイバー１０またはファイバーの束を、製造された光導線またはテープを受け取る機器１２に向けて駆動する駆動手段を含む。
機器１２の上流には、まず、ファイバーまたはテープに樹脂を塗布するためのステーション１４がある。
本発明においては、ステーション１４の下流には、紫外線に暴露することによって硬化させるための第１の硬化ステーション１６が提供され、この硬化ステーションは、波長が２２２ｎｍのエキシマーランプを有する。この波長での放射によって、内部と表面の両方における部分的架橋がなされる。
ステーション１６の次には、単色の紫外線に暴露することによって硬化させるための硬化ステーション１８が提供される。このステーションは、波長が３０８ｎｍのエキシマーランプを有する。ステーション１８は、ステーション１６でなされた表面の架橋を最終的に仕上げる。
ランプ１８の次には、エキシマーランプによって放射される波長よりも長い紫外線波長を放射するアークランプを有するステーション２０がある。このアークランプによって、内部の架橋を最終的に仕上げることができる。
ステーション１６および１８のエキシマーランプは、円筒形の低温ランプである。樹脂を塗布されたままのファイバーは、それらの円筒を通って一般には同軸であるそれらの円筒の中心軸に沿って動かされる。
この実施例においては、ステーション２０のランプは、中圧水銀ランプである。
使用される樹脂は、アクリレート、ポリウレタン、オリゴマー、あるいは、モノマーである。
使用される樹脂についてのより詳細なことは、例えば、米国特許第４，８４４，６０４号を参照されたい。
説明される方法は、光導線またはテープを製造するのに一般に使用されるすべての樹脂およびすべての光重合開始剤に適合するが、材料を選択して最適の結果を得ることが望ましい。“最適の結果”という用語は、図示される装置を一回だけ通過すれば架橋が完璧であるかまたはほぼ完璧であることを意味するのに使用される。
とくに、光重合開始剤は、使用されるエキシマーランプの波長において最大の有効性を有するように選択される。
より詳細には、光重合開始剤は、エキシマーランプの波長において、１０4かまたはそれよりも大きい吸光係数を持つべきである。
それ自体よく知られた方法においては、吸光係数は、周囲温度でのメタノール溶液ＭｅＯＨにおいて計算される。それは、ｍｌ・ｇｒ-1・ｃｍ-1で表現される。
３０８ｎｍの紫外線を放射するエキシマーランプが使用される場合、ＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社からＩｒｇａｃｕｒｅ３６９およびＩｒｇａｃｕｒｅ９０７として市販されている光重合開始剤が適切な吸光係数を有することを確認することができる。とくに、光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７は、３０８ｎｍにおいて１．４×１０5の吸光係数を有し、光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９は、同じ波長において４．３×１０4の吸光係数を有する。
さらに、光重合開始剤は、使用される樹脂に対して、もちろんそれが架橋される前に、十分な溶解性（３％より大きい）を持たなければならない。
例えば、樹脂として選択される材料は、重量％で、３０〜９８％のウレタンアクリレート、０．２〜４０％のアクリレートモノマー、０．０５〜１０％の光重合開始剤、および、０．０５〜１０％の安定剤を含む材料であってもよい。光重合開始剤の溶解度は、固体状態の光重合開始剤を液体状態のアクリレートモノマーに添加することによって決定される。溶解度は、温度が５０〜６０℃の範囲にある温水槽で混合および加熱し、そして、２４時間にわたり周囲温度にまで冷却した後に測定される。
内部の架橋を実行するのにアークランプを使用しなければならないことを述べたが、エキシマーランプの場合、内部の架橋は、もちろんゼロではないが、完璧なものでもないと考えるべきである。さらに、内部架橋は、使用される光重合開始剤にも依存する。とくに、光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９の場合、光重合開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７の場合よりも良好な内部架橋が得られる。
本発明に関連してなされた試験を通して、樹脂としては、ＤＳＭ社から市販されているＣ９３２という製品、そして、光重合開始剤としては、上述の材料すなわちＣＩＢＡ−ＧＥＩＧＹ社からＩｒｇａｃｕｒｅ３６９およびＩｒｇａｃｕｒｅ９０７として市販されている製品によって最良の結果が得られることが確認された。
さらに、本発明の方法によれば、また、好ましくは、上述の樹脂および光重合開始剤によれば、紫外線を吸収して架橋をより難しくすることが知られている白、灰色、黄色、および、橙色などの色の顔料に一般に存在する酸化チタンＴｉＯ2を基剤とした顔料を含む樹脂の場合にさえも良好な架橋が得られることに注意されたい。
【図１】
0004267710.tif 000002