JP2003513331A

JP2003513331A - 光ファイバリボンの製造方法

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Publication number: JP2003513331A
Application number: JP2001535103A
Authority: JP
Inventors: オーバートン，ボブ・ジエームズ; ストウパク，ピーター・アール; パービス，マイケル・ビー; グリアー，ロバート・ダブリユ; ヤン，ハウチング・マイケル
Original assignee: アルカテル
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2003-04-08
Also published as: EP1234201A1; WO2001033275A1; CN1384926A; CN1162725C; US6321014B1

Abstract

(57)【要約】着色層を有する光ファイバを含む光ファイバリボンの製造方法。色は、光ファイバリボンを形作るためのマトリックス材料を施す前に硬化させる２次被覆組成物に着けられている。２次被覆組成物には比較的酸素に影響を受けない光開始剤が含まれ、またマトリックス材料をその上に施す前に２次被覆組成物が曝される環境は２次被覆組成物を囲む空気境界層を取除くことにより限定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景１．発明の分野本発明は光ファイバリボンの製造方法、より詳細には、ファイバが最初に線引
きされたときに施された被覆を有する光ファイバを含む光ファイバリボンの製造
方法に関し、この被覆は着色剤の添加により着色されており、この方法は有利な
ことに別工程でのインキングステップと廃棄物を不用にする。

【０００２】２．関連する従来技術の説明通常の光ファイバリボンでは、普通計４、８または１２本のファイバになる被
覆された光ファイバが平行に並べられて放射硬化マトリックス材料により一緒に
束ねられている。各ファイバは１次被覆および２次被覆を含む。１次被覆は、直
接ガラス上に施され、ファイバにマイクロベンディングを発生させる応力からフ
ァイバを保護するために、低モデュラスおよびＴ_ｇ（ガラス転移温度）の被覆と
なるように配合されている。２次被覆はより高いモデュラスおよびＴ_ｇを有して
耐溶剤および磨耗性を付与するように設計されている。

【０００３】光ファイバリボン製造の第１ステップには、関連するあらゆる特徴、特にファ
イバの被覆直径を考慮にいれて適当な光ファイバを選択することが含まれる。次
に、被覆ファイバに、普通はオフラインで、通常１から５ミクロンの厚さで、イ
ンク層をさらに被覆する。すなわち、１次および２次被覆をその上に有するファ
イバはスプールから取出されて、通常は着色用顔料系を含む放射硬化被覆組成物
であるインク層で被覆される。次に被覆インク層を硬化させて、１次、２次およ
びインク被覆層をその上に有する光ファイバはスプールに収まる。それから、こ
のようにして被覆された所望の本数のファイバが、各ファイバの張力がプーリシ
ステムを用いて制御されるようなやり方でファイバを供出する、１個または複数
のホイールを備える装置である、いわゆる「ペイオフツリー」にかけられる。

【０００４】スプールからのペイオフに従って、所望の本数の被覆ファイバは、それらが丁
度接するようにして平面に並べられる。次にファイバを第１のスリット形マトリ
ックスダイを通して、その後通常はウレタンアクリル材料である液体マトリック
ス材料をファイバに施すことにより、ファイバは放射硬化マトリックス材料に包
み込まれる。過剰のマトリックス材料を取除くための第２のスリット形マトリッ
クスダイを通過した後、液体マトリックス材料がそれに施されたファイバはマト
リックス材料を硬化させるために光化学反応性放射を照射される。次に光ファイ
バリボンは、通常２５ｋｍの長さでスプールに収められる。

【０００５】別工程のインキングステップでインク層を塗工することは、コストがかかるた
めに不利である。さらに、インク被覆を施す従来の方法では、時々インク被覆に
かたまりが発生し、インク被覆の厚さの変動を引き起こしそしてファイバの破断
を引き起こす。また、異なる着色インク被覆を有する１組が４から１２本のファ
イバの全体のファイバ直径を揃えることは、インク被覆の厚さに生じる変動のた
めに困難であることが多い。

【０００６】発明の概要したがって、本発明の目的は、光ファイバリボンの改良された製造方法を提供
することにより、リボンとなる光ファイバをインク被覆層で被覆する別工程での
ステップを不要にすることである。

【０００７】本発明の別の目的は、着色光ファイバを含む改良された光ファイバリボンを提
供することであり、この光ファイバリボンは別工程でのインキングステップなし
で製造されまた着色２次被覆を含み、２次被覆およびマトリックス材料は実質的
に互いに反応しない。

【０００８】これらの目的および他の目的は、複数の光ファイバを１次被覆組成物で被覆し
て１次被覆組成物を硬化させて光ファイバ上に１次被覆を形成することを含む光
ファイバリボンの製造方法を提供することにより達成される。１次被覆層をその
上に有する光ファイバは、光ファイバのインキングに有効な量の顔料、染料、お
よび／または着色反応性成分、ならびに光化学反応性放射を照射することで２次
被覆組成物の硬化を開始させる着色に有効な量で光開始剤を含む２次被覆組成物
で被覆される。好ましい光開始剤は酸素のフリーラジカルクエンチング効果にほ
とんど影響を受けない。前記２次被覆組成物に隣接する酸素は実質的に除去され
また２次被覆組成物の内部および表面は少なくとも実質的に完全に硬化される。
１次被覆層および２次被覆層をその上に有する光ファイバはマトリックス材料で
包み込まれる。包み込みは、２次被覆組成物が少なくとも実質的に完全に硬化さ
れるのでマトリックス材料と２次被覆は隣接するが実質的に互いに反応しないま
まで実施される。

【０００９】光ファイバリボンもまた提供される。光ファイバリボンには複数の光ファイバ
が含まれ、それぞれのファイバは１次被覆層および２次被覆層を有する。２次被
覆層は前記のように着色された２次被覆組成物で製造される。マトリックス材料
が１次および２次被覆層をその上に有する光ファイバを包み込む。マトリックス
材料および２次被覆層は隣接するが実質的に互いに反応しない。

【００１０】本発明の他の特徴および利点は、以下の説明を添付図と関連させて読めば明ら
かとなるであろう。

【００１１】好ましい実施形態の詳細な説明本発明は、リボンの光ファイバの別工程でのインキングを有利なことに不要に
する光ファイバリボンの改良された製造方法を提供する。本発明によれば、リボ
ンの光ファイバは１次および２次被覆で被覆され、後者は光ファイバを着色する
ための着色剤を含む。さらに、光ファイバの従来の２次被覆と対照的に、着色剤
を含む２次被覆の内部および表面は、マトリックス材料が施される前に、完全に
あるいは実質的に完全に硬化される。これは、比較的酸素による影響を受けない
光開始剤を用いることにより、また２次被覆が光化学反応性放射を照射される環
境に存在する酸素の量を制限することにより達成される。このようにして、光フ
ァイバリボン製造方法が提供されるので、別工程のオフラインでインキング被覆
を施さなくてよい。本発明によれば、１次および２次被覆で被覆された光ファイ
バを、有利なことに何ら介在する処理なしに直接光ファイバリボンに作り上げる
ことが可能である。

【００１２】本明細書で用いられる場合、用語「着色剤」は顔料、染料および２次被覆の着
色のために現在知られているかまたは将来開発される他の何らかの材料を含むも
のとして定義されている。

【００１３】本発明によるリボンの光ファイバの１次被覆は何らかの適切な１次被覆組成物
でよく、またそれを何らかの適切な通常の方法で施しまた硬化させることができ
る。例えば、１次被覆組成物は官能性、反応性モノマー希釈剤の添加により粘度
を低下させた比較的高分子量（約５０００グラム／モル）のウレタンジ−アクリ
レートオリゴマー、接着増強剤、光開始剤、および安定剤を含むことができる。
このような１次被覆の配合例は以下のものである：

【表１】

【００１４】例示的な１次被覆組成物は米国特許第５，３５２，７１２；４，６３９，０８
０および５，１４６，５３１号に開示されており、それらの開示を参照により本
明細書に組込む。適切な１次被覆組成物は、例えばＢｏｒｄｅｎ，Ｉｎｃ．，６
３０ＧｌｅｎｄａｌｅＭｉｌｆｏｒｄＲｄ．，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏ
Ｈ，４５２１５が市販している。他の適切な１次被覆組成物も当分野の技術者に
は明らかであろう。

【００１５】必要なカラーコード標識をファイバに与える着色剤がその２次被覆組成物に含
まれるならば、また少なくとも実質的に酸素による影響を受けない光開始剤がそ
の２次被覆組成物に含まれるならば、本発明によるリボンに用いられる光ファイ
バの２次被覆も何らかの適切な２次被覆組成物でよい。本明細書で用いられる場
合、用語「少なくとも実質的に酸素による影響を受けない光開始剤」は、照射チ
ャンバ内で約９パーセント以下の酸素を含む雰囲気気体の存在下で、本明細書に
記載される２次被覆硬化レベルを達成する光開始剤として定義されている。すな
わち、光開始剤は酸素によるフリーラジカルクエンチング効果にほとんど影響を
受けない。

【００１６】本発明において光開始剤は、マトリックス材料をファイバに用いて光ファイバ
リボンを製造する前に、２次被覆組成物の内部も表面も完全にまたは実質的に完
全に硬化させるために用いられる。本明細書で用いられる場合、用語「２次被覆
組成物を実質的に完全に硬化させる」とは、本明細書で記載される方法により求
められた場合、好ましくはこの層が少なくとも約９０％硬化していること、より
好ましくはこの層が少なくとも約９２％硬化していること、また最も好ましくは
この層が少なくとも約９５％硬化していることとして定義されている。理論に縛
られようとは思わないが、通常のフリーラジカル型の光開始剤では、酸素の存在
が重合を、特に２次被覆の表面で阻害すると考えられている。詳細に言えば、酸
素の存在は光開始剤がフラグメントを含むフリーラジカルに分解することおよび
重合の成長を阻害すると考えられている。

【００１７】２次被覆組成物は、例えば、追加として前記のタイプの着色剤を含むように配
合された、適当な反応希釈剤により粘度を低下させた、剛直性を持たせるために
分子骨格に環状構造を含む比較的低分子量（約１０００グラム／モル）のウレタ
ンアクリルオリゴマー、光開始剤、および安定剤でありうる。このような配合の
一例は以下のものである：

【表２】

【００１８】本発明に従って顔料を含むようにさらに配合することができる例示的な２次被
覆組成物が、その開示を参照により本明細書に組込む米国特許第５，７８７，２
１８号に開示されている。顔料および酸素に影響を受けにくい光開始剤を含む適
切な２次被覆組成物は、例えばＤＳＭＤｅｓｏｔｅｃｈ，１１２２Ｓｔ．Ｃ
ｈａｒｌｅｓＳｔｒｅｅｔ，Ｅｌｇｉｎ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，６０１２０から
市販されている。

【００１９】好ましくは、２次被覆の厚さは１次被覆の回りに実質的に均一である。さらに
、２次被覆の厚さは、好ましくは少なくとも約２μｍ、より好ましくは約３μｍ
から３０μｍである。

【００２０】本発明による２次被覆に存在する着色剤は、顔料、染料および別工程でのイン
ク塗工に通常用いられるものを含む何らかの適切な着色剤である。典型的な顔料
は有機質あるいは無機質のいずれでもよく、色の望みの明度、色相および彩度を
生み出すためにブレンドされる、例えば酸化チタン、アゾイエロー、ペリレンレ
ッド化合物およびフタロシアニングリーンおよびブルーでありうる。他の適切な
着色剤は当分野の技術者には明らかであろう。顔料の科学は成熟しており、現存
する文献に詳細に記載されている。

【００２１】好ましくは、着色剤は直径が＞５ミクロンの粒子を含まない粒径分布をもつ細
かく粉砕された粒子からなる顔料系である。より好ましくは、着色剤は直径が＞
１ミクロンの粒子を含まない粒径分布をもつ細かく粉砕された粒子からなる顔料
系である。

【００２２】前記のように、本発明によれば、２次被覆組成物に含まれる光開始剤は比較的
酸素による影響を受けない。例えば、本発明による２次被覆組成物に用いられる
光開始剤はアシルホスフィンオキシド類でありうる。本発明による２次被覆組成
物での使用に適する例示的な光開始剤は、米国特許第５，８３７，７５０および
５，４１６，８８０号に開示されており、それらの開示を参照により本明細書に
組込む。本発明による２次被覆組成物での使用に適する光開始剤には、（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シド（ＢＡＳＦが市販
するＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ）、およびビスアシルホスフィンオキシド（例えば
、ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｉｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓが市販するＩｒｇａｃ
ｕｒｅ８１９）が含まれる。本発明において２次被覆を硬化するのに有用な別
のアシルホスフィンオキシドには、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、ビス（２，６−ジメトキシ
ベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベ
ンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベン
ゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、トリス（ベン
ゾイル）ホスフィンオキシド、トリス（２−メチルベンゾイル）ホスフィンオキ
シド、トリス（２，６−ジメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリス（２
，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、トリス（２−メトキシ
ベンゾイル）ホスフィンオキシドなどが含まれる。好ましくは、光開始剤は本発
明による２次被覆組成物中に、全配合重量に対して０．１から１０重量％、より
好ましくは、約０．１から６重量％、また最も好ましくは０．５から３重量％の
量で存在する。本発明による２次被覆組成物のための別の適切な光開始剤は当分
野の技術者には明らかであろう。

【００２３】本発明による２次被覆組成物を、何らかの適切な通常の方法により、１次被覆
をその上に有する光ファイバに施すことができる。

【００２４】また本発明によれば、マトリックス材料でファイバを包み込む前に２次被覆が
曝される環境中に、そして特に２次被覆の硬化の間に、存在する酸素の量は制限
される。これは、光開始剤は比較的酸素の影響を受けないけれども、酸素の存在
はやはり２次被覆の硬化中に生成するポリマー鎖の成長を妨げると考えられてい
るためである。特に、２次被覆が施された後にそれを硬化させるために照射をす
る間、２次被覆組成物表面に隣接して存在する空気を実質的に除去するために、
本発明の方法ではストリッピング装置が用いられる。本明細書で用いられる場合
、用語「空気を実質的に除去する」は、好ましくは空気の少なくとも約８０％、
より好ましくは空気の少なくとも約９０％、また最も好ましくは空気の少なくと
も約９５％を、特に２次被覆組成物に隣接する境界層の空気を、除去することと
して定義されている。すなわち、すでに１次被覆をその上に有する光ファイバに
２次被覆が施された後、光ファイバを硬化させる間、２次被覆の回りに存在する
空気の境界層を前記のパーセントまで除去するのに、ストリッピング装置は用い
られる。

【００２５】本発明では、未硬化の液体２次被覆組成物がその上に施されたファイバは、小
さな穴を通して、例えば直径約５ｍｍに狭まるアイリスを通して照射装置に入り
、同様の開口部を通って照射装置の底部から出る。照射装置内部で、ファイバは
、照射装置の入口から出口まで通じており光化学反応性放射がファイバに達する
ことができる石英シリンダにより、照射装置の線源を冷却する空気の交差流から
保護されている。照射装置内部の不活性雰囲気気体は通常、例えば窒素を含む何
らかの適切な不活性気体であり、２次被覆を取り巻く空気の境界層が照射装置に
入ることをさらに防ぐために、好ましくは周囲の外部圧力より高い圧力に維持さ
れる。照射装置内部、また特に以下に記載される不活性気体分配チャンバ内部の
不活性雰囲気気体は、照射装置頂部のアイリスを通って照射装置を出る容積流量
を、好ましくは約１から約５０リットル／分、より好ましくは約１から約３０リ
ットル／分、また最も好ましくは約２０リットル／分の流量に維持するのに十分
な容積流量で供給される。

【００２６】排出される不活性雰囲気気体は、被覆されたファイバが小さな開口部を通って
照射装置に入るときに、それから境界層を剥ぎ取り、そして被覆されたファイバ
に隣接する雰囲気気体は保護石英管内部の不活性雰囲気気体で置き換えられる。
このようにして、着色剤を含む２次被覆の完全なあるいは実質的に完全な硬化が
行われる。２次被覆組成物を施された光ファイバが通過する照射装置の穴は、２
次被覆組成物を囲む空気の境界層を取除くような何らかの適切な寸法を有する。
好ましくは、光ファイバ上に存在する２次被覆組成物の外縁と穴の縁の間の余裕
は、約３から約５ｍｍ、より好ましくは約２から約３ｍｍ、また最も好ましくは
約１ｍｍである。

【００２７】図を参照すると、ＵＶランプ自体およびＵＶランプに関連する他の装置は分か
りやすくするために示されていないが、本発明による２次被覆組成物を硬化させ
る適切な照射装置には、被覆された光ファイバ３０が通常は下向きに通過する保
護石英シリンダ２０（破線で示される）を備えるＵＶランプハウジング１０が含
まれる。不活性気体分配チャンバ４０には、不活性気体の入口４２ならびに被覆
された光ファイバ３０の入口開口部あるいはオリフィス４４が含まれる。前記の
ように、通常ハウジング１０、および特にチャンバ４０で周囲の外部圧力に対し
て正の圧力が維持される。この圧力差により、不活性気体は、矢印４６により示
されるようにチャンバ４０のオリフィス４４を出て、被覆された光ファイバ３０
から矢印４８で示される酸素含有空気境界層を効果的に剥ぎ取る。

【００２８】照射装置内で、本発明による２次被覆組成物は、前記のようにして穴を通過し
た後、何らかの適切な通常の方法で光化学反応性放射を照射される。

【００２９】前記のように、２次被覆組成物表面の完全な硬化は、線引でのファイバの巻取
りとその後の取扱いの容易さを増すために表面の完全な硬化は通常避けられる従
来の光ファイバ製造と対照をなす。

【００３０】前記のように本発明に従って２次被覆組成物が硬化されたかあるいは実質的に
硬化された後、通常のマトリックス材料がそれに施される。マトリックス材料は
通常知られている熱可塑性または光化学反応性放射を照射することにより硬化す
る熱硬化性材料のいずれかである。例示的なマトリックス材料には、Ｂｏｒｄｅ
ｎＣｈｅｍｉｃａｌ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏが市販するマトリック
ス材料９ＭＫＵ７３０５５が含まれる。例えば、マトリックス材料は、脂肪族ウ
レタンアクリルオリゴマー、反応性モノマー、離型剤および場合によっては光開
始剤を含む材料でありうる。適切なマトリックス材料はマトリックス材料を施す
方法と共に、米国特許第５，９０８，８７３号に記載されており、その開示を参
照により本明細書に組込む。言うまでもなく、前記のもの以外の他の適切なマト
リックス材料は当分野の技術者には明らかであろう。

【００３１】インク付けされた光ファイバを含む光ファイバリボンの本製造方法によれば、
別工程でのインク被覆作業は不要である。本発明による２次被覆組成物はこれら
の組合わせも含む顔料、染料等の使用により着色され、着色または加工段階を介
在させないで１次および２次被覆をその上に有する光ファイバを直接リボンに加
工することにより、リボン製造の生産性は大いに改善される。また、光ファイバ
リボン自体の性能も、余計な界面、すなわち２次被覆およびインク被覆層の間の
界面をなくすことにより改善される。すなわち、本発明によれば、２次被覆およ
びマトリックス材料は有利なことに隣接している、すなわち互いに接触している
が、２次被覆組成物がマトリックス材料で包み込まれる前に少なくとも実質的に
完全に硬化しているので、２次被覆層およびマトリックス材料は互いに反応して
実質的な結合を形成しない。本明細書で使用される場合、マトリックス材料およ
び２次被覆組成物に関連して用いられる用語「実質的に互いに反応しない」は、
リボンの基材をなす平らに並べられた複数のファイバの一方の側から、破くこと
なく実質的にフィルムとしてマトリックス材料を剥がすことができるという作業
属性により特徴づけられる。

【００３２】本発明は、マトリックス材料が複数のファイバから脱離しないので、リボンを
端と端で「ひねる」応力に抵抗性があるということにより特徴づけられる。マト
リックスを複数のファイバから脱離させることなく、長さが６インチのリボンに
７２０度のひねりを加えることができる。さらに、この分野の技術者によりその
目的のために通常使用される接着剥離台を用いて、ファイバの平らな配列の一方
の側から１つの片としてマトリックス材料を取除くことができる。さらに、本発
明は水に侵漬することにより減衰が増大しにくい、すなわち伝達信号の減衰の増
加は限られているということにより特徴づけられる。具体的には、減衰の増加が
１ｄＢ／ｋｍに達するファイバは全くなしに、４，８または１２心線のリボンを
６０℃の水に３０日間侵漬することができる。減衰の増加が０．０５ｄＢ／ｋｍ
に達するファイバは全くなしに、４，８または１２心線のリボンを２３℃の水に
３０日間侵漬することができる。

【００３３】本発明は、限定のためでなく例示のためだけに記載される以下の実施例により
さらに例示される。

【００３４】実施例シングルモード光ファイバを直径１２５ミクロンに線引きし、冷却し、そして
標準の線引きタワーの幾分か下の塗工機においてウレタン−アクリレート１次被
覆配合物の３０ミクロンの層で被覆した。１次被覆されたファイバは、ファイバ
の経路に平行にまた１組の楕円反射器の１焦点に配置される光化学反応性放射源
を有する照射装置に入る。１次被覆されたファイバの経路は照射装置の反射器に
より形成される楕円の第２の焦点を通っている。ファイバ上の１次被覆を照射装
置内で液体被覆のゲル化点まで、さらにそれを超えて部分硬化させる。

【００３５】今や部分的に硬化された１次被覆を有するファイバは別の塗工機に入り、そこ
で３０ミクロンの着色２次被覆層が施される。着色２次被覆は、アシルホスフィ
ンオキシドおよびビス−アシルホスフィンオキシド光開始剤の組合せ、すなわち
重量比で５０：５０のＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ（ＢＡＳＦが市販）およびＩｒｇ
ａｃｕｒｅ８１９（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｉｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓが
市販）を含み、この光開始剤は２次被覆組成物の全重量に対して約３重量％の全
濃度で存在する。２重被覆されたファイバは別の照射装置、２次被覆を硬化させ
１次被覆の硬化を完了させるためにファイバ経路に連続的に配列された３台１組
の照射装置の第１番目に入る。これらの照射装置では、１次被覆を硬化させるた
めに使用されたものと同様、各照射装置を通るファイバの経路を囲む石英中心管
により、冷却空気の交差流からファイバが保護された。石英中心管には窒素の不
活性雰囲気気体が供給される。第１の照射装置の入口はアイリスにより直径３ｍ
ｍに制限されている。さらに、第１の照射装置の入口を通って出て行く不活性雰
囲気気体の流量が約２０リットル／分であるような容積流量で、不活性雰囲気気
体が中心管の内部に供給される。配列中の第１の照射装置への入口の制限が、わ
ずかに加圧されたランプ内部からの不活性雰囲気気体の流出と合わさって、大気
組成物の境界層を剥ぎ取り、大気組成物を純粋な窒素と置き換える。

【００３６】２重に被覆されたファイバは線引タワーの底部の受入れドラムに引き取られる
。ファイバの被覆は以下に記載されるＦＴＩＲ測定法により実質的に完全に硬化
していることが見出される。

【００３７】同じ方法で全てのファイバがＦＴＩＲで測定された場合実質的に完全に硬化し
ている２次被覆組成物を有する１２色の２重被覆光ファイバを製造する。

【００３８】２重被覆されたファイバの２次被覆の表面の硬化をさらに促進させるための追
加のステップは全く行われない。ファイバはすでに着色されているので、インク
は全く施されない。

【００３９】カラーコードの１２の異なる色を表す１２スプールの２重被覆光ファイバをペ
イオフ機械装置のスピンドルの上に置く。このペイオフ装置は、各スプールの各
ファイバの最後まで、各ファイバに約３０から４０グラムの一定の張力を維持し
て、個々のファイバの制御された連続的な取出しができるように設計されている
。ファイバの順序を維持する一連の溝付きアラインメントホイールの回りにファ
イバを通し、平行で実質的に平面である配列に整列させ、そして互いにほとんど
接触するような位置を取らせる。ファイバの実質的に平面である配列はダイを通
過し、そこでファイバはいっそう整った整列で維持され、また互いに近接されら
れて、そこで液体ＵＶ硬化性被覆樹脂マトリックス材料がファイバの配列に施さ
れる。塗工ダイを出る平行なファイバの実質的に平面をなす配列は、被覆された
配列が厚さおよび幅のあらゆる寸法において均一であるように、マトリックス材
料の少なくとも１層で囲まれている。次に被覆された配列は、ファイバを囲む液
体マトリックス材料の硬化を実施する高強度ＵＶ照射線源を通過する。硬化され
たファイバ配列はプロセスの間に連続的にスプールに巻き取られる。このリボン
製造プロセスは、２重被覆された光ファイバの最初のファイバスプールが使い切
られるまで連続的に進行しうる。

【００４０】本発明による２次被覆の硬化量の適切な測定法では、フーリエ変換赤外分光法
（ＦＴＩＲ）を利用し、液体被覆プレポリマー中の反応性官能基含量に対する、
ファイバ上で硬化させた２次被覆の表面および表面近傍の残留反応性官能基含量
を計算できる。以下に概略が示される方法において、反応性官能基はアクリレー
ト官能基である。

【００４１】２次被覆の硬化量測定のためのフーリエ変換赤外分光法の手順１．０範囲１．１これは光ファイバの被覆の硬化度を測定するためのＦＴＩＲの手順で
ある。１．２この方法は被覆表面および１〜４μｍの深さまでの硬化度の測定手段
である。１．３ＦＴＩＲ全反射吸収（ＡＴＲ）付属装置が被覆ファイバを調べるため
に利用される。

【００４２】２．０装置／器具２．１ＡＴＲ結晶、ＫＲＳ−５、４５°、平行四辺形、１０ｍｍ×５０ｍｍ
×３ｍｍ。２．２ＡＴＲサンプリング用付属装置、４５°マウント、ホールダ付き。２．３スコッチテープ２．４はさみ２．５ＦＴＩＲ分光光度計、例えば、Ｎｉｃｏｌｅｔ５５０。２．６分解能４ｃｍ^−１

【００４３】３．０サンプル調製３．１ＫＲＳ−５結晶上に長手方向に置けるように被覆光ファイバを長さ５
０ｍｍにカットする。ａ．長さが１５０ｍｍのスコッチテープを、接着面を上にして平らな表面に
置く。ｂ．長さが１００ｍｍの一連のファイバを、それらがテープに接着し可能な
限り近接しており、最終的にそれらが約１０ｍｍ×１００ｍｍの矩形をなすよう
に、並べてテープ上に置く。ｃ．２片を得るためにファイバ束を半分にカットする。

【００４４】４．０装置のセットアップ４．１ＦＴＩＲ光学ベンチのセットアップで、ベンチを調整する。４．２ＫＲＳ−５結晶を装置に置き、最大のシグナルが得られるようにＩＲ
光線に対する位置を調節する。４．３ＩＲ光線を結晶に当て、バックグラウンド赤外スキャンを集積する。

【００４５】５．０ファイバの硬化度５．１ファイバが結晶と接触しまたその端部が結晶の傾斜した端部に入射す
る赤外光線の経路を遮断していなことを確かめながら結晶の各側に１個の１０ｍ
ｍ×５０ｍｍのファイバ配列サンプルをしっかりと固定する。５．２サンプルを取付け１００スキャンを用いてサンプルをスキャンする。５．３ＫＲＳ−５結晶を洗浄して被覆液体を１滴一方の側に付け、結晶の片
側の約１／２をカバーするように広げる。５．４サンプルを取付け１００スキャンを用いてサンプルをスキャンする。

【００４６】６．０計算６．１被覆液体のアクリレート不飽和の真の吸収ピーク面積を求める。ａ．ほとんどのアクリル系被覆で、８１０ｃｍ^−１の吸収を用いるべきであ
るが、１４１０ｃｍ^−１および１６３５ｃｍ^−１も満足のいくものである。ｂ．真のピーク面積は、ピークの両側の極小吸収に接するようにベースライ
ンが引かれる「ベースライン」技法を用いて求められるべきである。次に、ピー
クの下およびベースラインの上の面積が求められる。６．２前記のステップをファイバ上の被覆のスペクトルに対して繰り返す。６．３液体および硬化被覆スペクトルの両方の参照ピークについてステップ
６．１を繰り返す。６．３．１このピークは被覆が硬化されたとき、強度が変わってはなら
ない。ａ．８１０ｃｍ^−１のアクリレートのピークが選ばれた場合、ほとんど
の配合物では７８０〜７５０ｃｍ^−１領域に参照として用いることができる吸収
がある。ｂ．同一配合のそれぞれの一連の分析で、同一の参照ピーク、同一のベ
ースライン基点が用いられねばならない。６．４以下の式を用いて、液体に対してアクリレートの吸収と参照の吸収の
比を求める：Ｒ_Ｌ＝Ａ_ＡＬ／Ａ_ＲＬここで、Ａ_ＡＬ＝液体のアクリレート吸収の面積Ａ_ＲＬ＝液体の参照吸収の面積Ｒ_Ｌ＝被覆液体での面積比６．５以下の式を用いて、ファイバ上の被覆に対してアクリレートの吸収と
参照の吸収の比を求める：Ｒ_Ｆ＝Ａ_ＡＦ／Ａ_ＲＦここで、Ａ_ＡＦ＝ファイバでのアクリレート吸収の面積Ａ_ＲＦ＝ファイバでの参照吸収の面積Ｒ_Ｆ＝ファイバの硬化被覆での面積比６．６硬化度の計算６．６．１以下の式を用いる残留未反応アクリレートのパーセント（％
ＲＵＡ）：％ＲＵＡ＝（Ｒ_Ｌ−Ｒ_Ｆ）／Ｒ_Ｌ×１００６．６．２硬化度を、１００％−％ＲＵＡとして計算

【００４７】本出願はその好ましい実施形態と関連させて記載されたが、本発明の範囲から
逸脱することなく多くの別の変形形態および修正が、当分野の技術者には明らか
であろう。したがって、本発明は本明細書の特定の開示によってではなく、添付
の特許請求の範囲によってのみ限定されることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いることができる照射装置の部分概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者パービス，マイケル・ビーアメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 28601、ヒツコリー、ノース・ウエスト、フオーテイフアースト・アベニユー・コート・619 (72)発明者グリアー，ロバート・ダブリユアメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 28613、コノバー、ペアー・ドライブ・ 1342 (72)発明者ヤン，ハウチング・マイケルアメリカ合衆国、ノース・カロライナ・ 28613、コノバー、ノース・イースト、フイフテイーンス・アベニユー・3239 Ｆターム(参考） 2H001 BB15 BB19 MM01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ファイバを１次被覆組成物で被覆して前記１次被覆
組成物を硬化させて前記光ファイバの各々に１次被覆層を形成するステップ、前記１次被覆層をその上に有する前記光ファイバを２次被覆組成物で被覆する
ステップであって、前記２次被覆組成物は前記光ファイバをカラーコード化する
のに有効な量の着色剤、および前記２次被覆組成物の硬化をそれにＵＶ放射を照
射することで開始させるのに有効な量の光開始剤を含み、前記光開始剤は実質的
に酸素の影響を受けないものである、２次被覆組成物で被覆するステップ、前記光ファイバに被覆された前記２次被覆組成物隣接部から酸素を実質的に除
去しまた少なくとも実質的に完全に前記２次被覆組成物を硬化させるステップ、
および前記１次被覆層および前記２次被覆層をその上に有する前記複数の光ファイバ
をマトリックス材料で包み込むステップを含み、前記２次被覆組成物が少なくと
も実質的に完全に硬化されているので前記マトリックス材料および前記２次被覆
は隣接するが実質的に互いに反応しないままで、前記の包み込みが実施される光ファイバリボンの製造方法。
【請求項２】前記光開始剤がアシルホスフィンオキシドである請求項１に
記載の方法。
【請求項３】前記光開始剤が前記２次被覆組成物中に全配合物の重量に対
して約０．１から約１０重量％の量で存在する請求項１に記載の方法。
【請求項４】前記光開始剤が前記２次被覆組成物中に全配合物の重量に対
して約０．１から約６重量％の量で存在する請求項３に記載の方法。
【請求項５】前記光開始剤が前記２次被覆組成物中に全配合物の重量に対
して約０．５から約３重量％の量で存在する請求項４に記載の方法。
【請求項６】前記着色剤が５ミクロンを超える直径の粒子を含まない粒径
分布を有する顔料である請求項１に記載の方法。
【請求項７】前記着色剤が１ミクロンを超える直径の粒子を含まない粒径
分布を有する顔料である請求項６に記載の方法。
【請求項８】前記２次被覆組成物隣接部から酸素を実質的に除去する前記
ステップが、前記２次被覆組成物を硬化させる間、前記２次被覆組成物隣接部か
ら境界層空気を取除くことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】前記２次被覆組成物隣接部から境界層空気を取除く前記ステ
ップが、被覆された前記２次被覆組成物をその上に有する前記複数の光ファイバ
の各々を、前記２次被覆組成物の外縁との間にわずかな余裕のある開口部を通過
させて前記境界層空気を取除くことを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記開口部が、少なくとも実質的に完全に前記２次被覆組
成物を硬化させるための光化学反応性照射ランプの開口部であり、前記照射ラン
プは不活性雰囲気気体を有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】各光ファイバが１次被覆層および２次被覆層を有する複数
の光ファイバを含み、前記２次被覆層が、前記複数の光ファイバをカラーコード
化するのに有効な量の着色剤、および前記２次被覆組成物の硬化をそれに光化学
反応性放射を照射することで開始させるのに有効な量の光開始剤を含む２次被覆
組成物から製造され、前記光開始剤は実質的に酸素の影響を受けず、前記複数の光ファイバを包み込むためのマトリックス材料を含み、前記マトリ
ックス材料および前記２次被覆層が隣接しているが実質的に互いに反応しない光ファイバリボン。
【請求項１２】酸素に影響を受けない前記光開始剤がアシルホスフィンオ
キシドである請求項１１に記載の光ファイバリボン。
【請求項１３】前記光開始剤が前記２次被覆組成物中に全配合物の重量に
対して約０．１から約１０重量％の量で存在する請求項１１に記載の光ファイバ
リボン。
【請求項１４】前記光開始剤が前記２次被覆組成物中に全配合物の重量に
対して約０．１から約６重量％の量で存在する請求項１３に記載の光ファイバリ
ボン。
【請求項１５】前記光開始剤が前記２次被覆組成物中に全配合物の重量に
対して約０．５から約３重量％の量で存在する請求項１４に記載の光ファイバリ
ボン。
【請求項１６】前記着色剤が５ミクロンを超える直径の粒子を含まない粒
径分布を有する顔料である請求項１１に記載の光ファイバリボン。
【請求項１７】前記着色剤が１ミクロンを超える直径の粒子を含まない粒
径分布を有する顔料である請求項１６に記載の光ファイバリボン。
【請求項１８】前記マトリックス材料が光化学反応性放射を照射すること
で硬化する請求項１１に記載の光ファイバリボン。
【請求項１９】前記マトリックス材料が熱可塑性または熱硬化性材料であ
る請求項１１に記載の光ファイバリボン。
【請求項２０】前記２次被覆層が前記１次被覆層の周囲に実質的に均一な
厚さを有する請求項１１に記載の光ファイバリボン。
【請求項２１】前記２次被覆層が少なくとも約２μｍの厚さを有する請求
項２０に記載の光ファイバリボン。
【請求項２２】前記２次被覆層が約３μｍから約３０μｍの厚さを有する
請求項２１に記載の光ファイバリボン。